JPH04262538A - 半導体装置とその製造方法 - Google Patents

半導体装置とその製造方法

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JPH04262538A
JPH04262538A JP2187191A JP2187191A JPH04262538A JP H04262538 A JPH04262538 A JP H04262538A JP 2187191 A JP2187191 A JP 2187191A JP 2187191 A JP2187191 A JP 2187191A JP H04262538 A JPH04262538 A JP H04262538A
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JP
Japan
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JP2187191A
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English (en)
Inventor
Takashi Nakajima
貴志 中島
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体層から不純物拡
散拡することによって拡散散領域を形成した半導体装置
と、その製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、この種の半導体装置として図
4に示すNPN型トランジスタ30がある。この図にお
いて、符号1はP型基板、2はP型基板1に形成された
N+型埋込コレクタ、3は素子分離用のP+型拡散領域
、4はN+型コレクタ領域、5はP型基板1上に形成さ
れたN型エピタキシャル層(第1拡散領域)、6はN型
エピタキシャル層5上に形成された酸化膜、7は酸化膜
6に設けられたエミッタ拡散用開孔窓、8aはエミッタ
拡散用開孔窓7を覆ってその上方に形成された多結晶シ
リコン層、9はエミッタ拡散用開孔窓7下方のN型エピ
タキシャル層に形成されたP型ベース領域、10はP型
ベース領域9内に形成されたN+型エミッタ層(第2拡
散領域)である。
【0003】次に、このNPN型トランジスタの製造を
図6に基づいて説明する。すなわち、P型基板1にN+
型埋込コレクタ2を形成したのち、N型エピタキシャル
層5を成長させる。さらに、P+型拡散領域3、N+型
コレクタ領域4、P型ベース領域9を順次形成する。そ
して、基板表面全面に酸化膜6を形成し、そこにエミッ
タ拡散用開孔窓7を開孔する。そのあと、酸化膜6全面
にノンドープの多結晶シリコン層8を形成し、この多結
晶シリコン層8全面にN型エピタキシャル層5とは反対
導電型の不純物、この例ではひ素(As)のイオンを注
入する。  図6(a)参照 ついで、多結晶シリコン層8の上面にフォトレジスト1
0を塗布してパターニングを行い、パターニングしたレ
ジスト10aをマスクにして多結晶シリコン層8を除去
し、エミッタ拡散用の多結晶シリコン層8aを形成する
。  図6(b)参照 フォトレジスト10aを取り除いた後、全体に熱処理(
アニール処理)を施し、多結晶シリコン層8aからP型
ベース領域9に向けてひ素イオンの拡散を行い、P型ベ
ース領域9内に浅いN+型エミッタ層10を形成する。   図4参照このように製造したNPN型トランジスタ
30のエミッタ接合部の拡大図を図5に示す。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
にして製造されたNPNトランジスタ30はN+型エミ
ッタ層10の厚みが均一化しないというという問題があ
った。というのも、図6に示すように、多結晶シリコン
層8は、エミッタ拡散用開孔窓7の段差に沿って酸化膜
8表面に形成されており、そのために、エミッタ拡散用
開孔窓7内壁7a付近の厚みB1は開孔窓7中央部の厚
みB2より厚くなってしまう。
【0005】上記形状の多結晶シリコン層8に不純物(
ここではひ素)イオンを注入すると、開孔窓7内壁7a
付近は、中央部に比べて厚みが厚い分だけ、到達する不
純物が少なく、そのために、開孔窓7内に注入される不
純物層濃度は不均一であった。このような不純物の分布
状態で、熱処理によって不純物を拡散させるとエミッタ
接合面やベース幅が均一化せず、N+型エミッタ層10
の厚みが均一化しなかった。
【0006】ところで、不純物を導入する方法としては
、イオン注入の他に、多結晶シリコンの堆積中に反応炉
内に不純物を導入する方法や、ガス拡散などがあり、こ
れらは比較的均一に不純物を拡散することができる。 しかしながら、これらの方法は不純物濃度を精度よく制
御することができないという問題があり、イオン注入に
よる不純物拡散の代替方法にはならなかった。
【0007】本発明は、このような課題に鑑みてなされ
たものであって、拡散層の厚みを均一化することができ
る半導体装置、およびその製造方法を提供することを目
的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、半導体基板上に形成された第1拡散領域
と、この第1拡散領域上に形成されるとともに拡散用開
孔窓を備えた絶縁体層と、第1拡散領域とは反対導電型
であって拡散用開孔窓下方の第1拡散領域内に形成され
た第2拡散領域と、拡散用開孔窓を覆って形成された半
導体層とを備えた半導体装置であって、内壁付着部を備
え、この内壁付着部は半導体もしくは絶縁体からなると
ともに前記開孔窓内壁に面着しており、かつ前記第1拡
散領域とは反対導電型の不純物を含有しており、以上の
ものから半導体装置を構成した。
【0009】また、半導体基板上に設けた第1拡散領域
に主絶縁体層を形成するとともに、この主絶縁体層に拡
散用開孔窓を形成する工程と、前記第1拡散領域とは反
対導電型の不純物が含有された副半導体層ないし副絶縁
体層を前記絶縁層表面に形成する工程と、基板表面に反
応性イオンエッチングを行い、前記拡散用開孔窓内壁に
沿って残留する内壁付着部以外は前記副半導体層ないし
副絶縁体層を除去する工程と、基板表面に主半導体層を
形成するとともに、この主半導体層を介して前記第1拡
散領域とは反対導電型の不純物を第1拡散領域に導入す
る工程と、基板表面に選択エッチングを行い、前記開孔
窓上方を残して前記主半導体層を除去する工程と、半導
体基板に熱処理を施し、前記第1拡散領域内に第2拡散
領域を形成する工程とを含んで半導体装置の製造方法を
構成した。
【0010】
【作用】上記構成によれば、熱処理の際、内壁付着部に
含有されている不純物が、既に第1拡散領域に導入され
ている不純物と共に第1拡散領域内に拡散されて第2拡
散領域が形成されることになる。そのため、主半導体層
を介して第1拡散領域に導入された不純物層の不均一さ
、すなわち開孔窓内壁付近の不純物濃度が中央部に比べ
て低いことを内壁付着部からの拡散分によって補填され
ることになり、不純物は第1拡散領域へ均一な厚みで拡
散されることになる。
【0011】
【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。図1は本発明の一実施例の断面図であ
る。この半導体装置20は、従来例と同様NPN型トラ
ンジスタであって、その構造は基本的には従来例と同様
であり、同一ないし同様の部分には同一の符号を付し、
詳細な説明は省略する。すなわち、符号1はP型基板、
2はN+型埋込コレクタ、3は素子分離用のP+型拡散
領域、4はN+型コレクタ領域、5はN型エピタキシャ
ル層(第1拡散領域)、6は酸化膜(主絶縁体層)、7
はエミッタ拡散用開孔窓、8aは多結晶シリコン層(主
半導体層)、9はP型ベース領域、10はN+型エミッ
タ層(第2拡散領域)である。
【0012】本実施例の特徴となる構成はエミッタ拡散
用開孔窓7の内壁7aに沿って内壁付着部11aが形成
されていることである。この内壁付着部11aはN+型
の不純物(本実施例ではひ素)を含有する多結晶シリコ
ンからなっている。また、この内壁付着部11aは酸化
膜6上端から開孔窓7底部にかけてなだらかな傾斜面を
有しており、そのために、多結晶シリコン層8aはカバ
ーリングよく開孔窓7内に付設されている。
【0013】次に、上記構成の半導体装置20の製造を
図3に基づいて説明する。すなわち、P型基板1にN+
型埋込コレクタ2を形成したのち、N型エピタキシャル
層5を成長させる。さらに、P+型拡散領域3、N+型
コレクタ領域4、P型ベース領域9を順次形成する。そ
して、基板表面全面に酸化膜6を形成し、そこにエミッ
タ拡散用開孔窓7を開孔する。ここまでは、従来例と同
様である。
【0014】そのあと、N型エピタキシャル層5とは反
対導電型の不純物(本実施例ではひ素)を添加された多
結晶シリコン層(副半導体層)11を酸化膜6全面に形
成する。多結晶シリコン層11に不純物を添加する方法
としては、■多結晶シリコンを酸化膜6表面に堆積する
際、不純物を反応炉内へ導入する方法、■ノンドープの
多結晶シリコンを酸化膜6表面に堆積した後、不純物を
ガス拡散する方法、などが考えられる。このようにして
多結晶シリコン層11に添加される不純物の濃度は10
23〜1020cm−3程度が望ましい。  図3(a
)参照次に、多結晶シリコン層11を全面除去するまで
反応性イオンエッチングを行う。しかしながら、開孔窓
7の内壁7aは切り立って形成されており、多結晶シリ
コン層11は内壁7aに接している部分だけが残留(一
般にサイドウォールと呼ばれる)しまい、内壁付着部1
1aを形成する。  図3(b)参照 さらに、ノンドープの多結晶シリコン層8を堆積すると
ともに、N型エピタキシュル層5とは反対導電型の不純
物(本実施例ではひ素)をイオン注入する。このイオン
注入は、加速速度100keV、イオン注入量1016
〜1015cm−3程度が望ましい。  図3(c)参
照そして、フォトレジスト10を塗布してパターニング
を行い、パターニングしたレジスト10aをマスクにし
て多結晶シリコン層8を除去し、エミッタ拡散用の多結
晶シリコン層8aを形成する。  図3(d)参照フォ
トレジスト10aを取り除いた後、全体に熱処理(アニ
ール処理)を施し、多結晶シリコン層8aからP型ベー
ス領域9に向けてひ素イオンの拡散を行い、P型ベース
領域9内に浅いN+型エミッタ領域10を形成する。
【0015】このとき、従来例の問題点で述べたことと
同様の理由により多結晶シリコン層8aを介して開孔窓
7内に導入されたひ素不純物は不均一な状態となること
が考えられる。しかしながら、内壁付着部11aからも
ひ素の拡散が行われ、ここからの拡散が低濃度となる内
壁7a付近の拡散量を補填するので、結果として均一な
厚みを備えたN+型エミッタ領域10が形成されること
になる。  図1,図2参照 ところで、内壁付着部11aに不純物を添加する方法と
して示した前記二つの方法は、従来例で述べたように不
純物を均一に添加することができるものの不純物濃度を
精度よく制御することが難しい方法である。しかしなが
ら、内壁付着部11aは、単に拡散不純物の不足分を補
填するためのものである。そのため、内壁付着部11a
への不純物添加はあまり精度よく濃度を制御する必要が
なく、これらの方法が適している。
【0016】なお、上記実施例では、内壁付着部11a
を多結晶シリコンから構成していたが、酸化膜から構成
することもできる。
【0017】さらに、上記実施例では、NPN型トラン
ジスタにおいて実施したものであったが、これに限るわ
けではなく、PNP型トランジスタ、拡散抵抗、拡散容
量等の各素子においても実施できることはいうまでもな
い。
【0018】
【発明の効果】以上のように、本発明の半導体装置の製
造方法によれば、熱処理の際、内壁付着部に含有されて
いる不純物が、既に第1拡散領域に導入されている不純
物と共に第1拡散領域内に拡散されて第2拡散領域が形
成されるようになった。したがって、開孔窓内壁付近に
おける低濃度拡散部分が内壁付着部より拡散された不純
物によって補填されることになり、不純物拡散が均一に
行えるようになって、均一な厚みの拡散層が得られるよ
うになった。
【0019】さらに、本発明の半導体装置によれば、内
壁付着部が絶縁体層上端から開孔窓底部にかけてなだら
かな傾斜面を有しているので、主半導体層の付着性が向
上するといった効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の半導体装置の断面図である
【図2】実施例の半導体装置の要部拡大図である。
【図3】実施例の半導体装置の製造工程それぞれを示す
断面図である。
【図4】従来例の半導体装置の断面図である。
【図5】従来例の半導体装置の要部拡大図である。
【図6】従来例の半導体装置の製造工程それぞれを示す
断面図である。
【符号の説明】
5    N型エピタキシャル層(第1拡散領域)6 
   酸化膜(絶縁体層) 7    拡散用開孔窓 7a    開孔窓内壁 8a    多結晶シリコン層(主半導体層)10  
  N+型エミッタ層(第2拡散領域)11    多
結晶シリコン層(副半導体層)11a    内壁付着

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  半導体基板上に形成された第1拡散領
    域と、この第1拡散領域上に形成されるとともに拡散用
    開孔窓を備えた絶縁体層と、第1拡散領域とは反対導電
    型であって拡散用開孔窓下方の第1拡散領域内に形成さ
    れた第2拡散領域と、拡散用開孔窓を覆って形成された
    半導体層とを備えた半導体装置であって、内壁付着部を
    備え、この内壁付着部は半導体もしくは絶縁体からなる
    とともに前記開孔窓内壁に面着しており、かつ前記第1
    拡散領域とは反対導電型の不純物を含有していることを
    特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】  半導体基板上に設けた第1拡散領域に
    主絶縁体層を形成するとともに、この主絶縁体層に拡散
    用開孔窓を形成する工程と、前記第1拡散領域とは反対
    導電型の不純物が含有された副半導体層ないし副絶縁体
    層を前記絶縁層表面に形成する工程と、基板表面に反応
    性イオンエッチングを行い、前記拡散用開孔窓内壁に沿
    って残留する内壁付着部以外は前記副半導体層ないし副
    絶縁体層を除去する工程と、基板表面に主半導体層を形
    成するとともに、この主半導体層を介して前記第1拡散
    領域とは反対導電型の不純物を第1拡散領域に導入する
    工程と、基板表面に選択エッチングを行い、前記開孔窓
    上方を残して前記主半導体層を除去する工程と、半導体
    基板に熱処理を施し、前記第1拡散領域内に第2拡散領
    域を形成する工程と、を含むことを特徴とする半導体装
    置の製造方法。
JP2187191A 1991-02-15 1991-02-15 半導体装置とその製造方法 Pending JPH04262538A (ja)

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