JPH0479334A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

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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】 [産業上の利用分野コ 本発明は、半導体装置の能動素子の製造方法に関し、特
に半導体基板表面の平面に沿って形成したバイポーラト
ランジスタ素子の製造方法に関する。
[従来の技術] 従来技術の半導体基板表面の平面に沿って形成したバイ
ポーラトランジスタ素子(以下ブレーナ型バイポーラと
称す)の製造方法は、第2導電型の半導体基板の表面の
2ケ所に第1導電型の不純物拡散層を形成する工程によ
り、一方の第1導電型の不純物拡散層をコレクタ、他方
の第1導電型の不純物拡散層をエミッタとし、コレクタ
とエミッタの間の領域の第2の導電型の領域をベースに
する形成方法を用いていた。
ここでバイポーラトランジスタの電流増幅率はベース領
域の幅に影響され、バイポーラトランジスタの電流増幅
率(以下Hfeと称す)を大きくするためにはベース領
域の幅を小さくする必要がある。またトランジスタのサ
イズが微細化されるに伴いベース幅の均一性が素子特性
のばらつきに大きい影響を及ぼすようになる。
[発明が解決しようとする課題及び目的]しかしながら
、前述の従来技術の半導体装置の製造方法では第1の導
電型の不純物の拡散層を形成する不純物の拡散によりベ
ース幅が決定される。
すなわちブレーナ型バイポーラのベース幅はフォトリソ
グラフィー技術の解像度の限界があるため微細化するこ
とは難しい。またトランジスタの高性能化のためHfe
を高くするため第1の導電型の不純物拡散層を熱拡散に
より広げる方法は半導体プロセスのばらつきの影響を受
けやすい。以上の理由により微細なブレーナ型バイポー
ラ・高性能のブレーナ型バイポーラを均一な素子特性で
制御性よく形成することができないという問題を有して
いた。
またベース幅を変更するためには第1の不純物拡散層を
形成するためのフォトマスクの変更や大きなプロセス条
件の変更などが必要であった。
そこで、本発明はこのような課題を解決しようとするも
ので、その目的とするところは、ブレーナ型バイポーラ
トランジスタをプロセスの影響を受けにくい均一な特性
で形成てきる半導体装置の製造方法を提供し、また微細
で高いHfeのブレーナ型バイポーラの半導体装置の製
造方法を提供するところにある。
[課題を解決するための手段] 本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板の平面に
沿って形成するバイポーラ型半導体装置の製造方法にお
いて、コレクタ電極である第1の導電型の半導体基板上
に薄い絶縁膜を介して配線を形成する工程と、該半導体
基板の表面部分で該配線の横方向に広がる領域にベース
領域とする第2の導電型の不純物拡散層を形成する工程
と、該配線の側面に絶縁膜からなるサイドウオールを形
成する工程と、該第2の導電型の不純物拡散層表面部分
で該サイドウオールの横方向に広がる領域にエミッタ電
極とする第1の導電型不純物拡散層を形成する工程から
なることを特徴とする。
また前記配線を形成する方法として、多結晶シリコンあ
るいは高融点金属を主成分とする配線膜を形成する工程
と、該配線膜をフォトリソ技術及びエツチング技術によ
り所望の箇所に配線を形成する工程からなることを特徴
とし、前記サイドウオールを形成する方法として、前記
第2の導電型の不純物拡散層を形成する工程の後半導体
基板上に絶縁膜を形成する工程と、該絶縁膜を異方性の
ドライエツチングをすることにより前記配線の側面にの
みサイドウオールを形成する工程からなることを特徴と
し、前記ドライエツチングのエツチングする膜厚を変え
ること:こより前記サイドウオールの幅を制御する工程
を特徴とする。
[実施例] 第1図(a)〜(e)は本発明の半導体装置の製造方法
を実施例として工程を追って示した半導体装置の断面図
である。以下この図にしたがって本発明を実施例として
説明する。また本実施例ではブレーナ型バイポーラの一
例としてNPN型のトランジスタを形成する場合を例に
取って説明す第1図(a)で示すように第1の導電型を
示す半導体基板1上に素子分離絶縁膜8と能動素子領域
を形成しその上に薄い絶縁膜2を形成した復薄い絶縁膜
上に配線3を形成する。本実施例として第1の導電型の
半導体基板としてシリコン短結晶基板中にN型の導電型
の不純物である燐を1xlO”c m−3の濃度に拡散
した基板を用い、素子分離絶縁膜としては1μmの厚さ
のシリコン酸化膜を形成する。その後酸素雰囲気中ての
熱処理によりシリコン基板表面に300人程以下厚さの
シリコン酸化膜を薄い絶縁膜2として形成する。さらに
配線3として本実施例では薄い絶縁膜上に4000人の
多結晶シリコン膜を形成した後フォトリソ技術及びエツ
チング技術により所望の箇所にのみ配線として残す方法
を用いる。この多結晶シリコンからなる配線中に導電性
を持たすために不純物が拡散してあっても本発明の範囲
を越えるものではないし、また配線材料として多結晶シ
リコンの他にモリブデンやタングステン等の高融点金属
あるいは高融点金属とシリコンの化合物であってもかま
わない。次に第2図(b)て示すように第1の導電型の
半導体基板1中に第2の導電型の不純物拡散層4を形成
する。本実施例ではP型の導電性を示す不純物であるホ
ウ素を5xlO”cm−2シリコン基板中にイオン注入
した後、加熱処理により拡散し深さ0. 6〜1μm程
度のP型の不純物拡散層4を形成する。この工程におい
て前記の配線3の下のシリコン基板と素子分離絶縁膜の
下のシリコン基板中へはイオン注入されないため自己整
合的に第2の導電型の不純物拡散層4が形成される。こ
の半導体基板表面全面に絶縁膜5゛を形成する。本実施
例では化学的気相成長法(CVD法)を用いて第2図(
C)のようにシリコン酸化膜を0.5μm形成する。こ
の半導体基板全面をR工E (Reactive  I
on  Etch)等の異方性のドライエツチングを行
うことにより前記の配線側面に絶縁膜のサイドウオール
5を形成する。異方性エツチングによりエツチングする
膜厚を6000人程度ヒナることによりサイドウオール
の幅を3000人程度以下きる。前記の半導体基板上に
フォトリソ技術によりフォトレジストのマスク9を形成
する(第1図(d))。形成したレジストマスク9によ
り第1図(e)に示すように第2の導電型の不純物拡散
層4表面部分のサイドウオール5に隣接する領域に第1
の導電型の不純物拡散層6を形成する。本実施例では砒
素を5xlO15cm−2イオン注入した後熱処理する
事により0.2μmの深さのN型不純物拡散層6を形成
する。以上の工程により前記配線下のシリコン基板1を
コレクタ、砒素不純物を有する不純物拡散層6をエミッ
タ、サイドウオール下部のホウ素の拡散層の狭くなった
部分7をベースとするNPN型のブレーナ型バイポーラ
トランジスタが形成された。
以上述べてきた本発明の半導体装置は前記の実施例でも
わかるように、サイドウオール5を形成するための異方
性ドライエツチングで絶縁膜をエツチングする膜厚を変
えることによりサイドウオール5の幅を変えることがで
きる。前記の実施例では6000人程度エソチングする
事により3000人の幅のサイドウオールを形成した。
このとき形成される第1の導電型の不純物拡散層6によ
り第2の不純物拡散層の狭くなった領域すなわちベース
7の幅は第1図(e)かられかるように約4000人で
ある。これに対し異方性エツチングで絶縁膜を8000
人程度エソチングするとサイドウオール5の幅は200
0人になる。このサイドウオールにより形成される第1
の導電型不純物拡散層は前記の3000人幅のサイドウ
オールの時に比べ配線3の方向に広がりこの結果ベース
7幅は約3000人になる。すなわち本発明の半導体装
置の製造方法によればトランジスタの能力を決めるHf
eを容易に制御できることがわかる。
以上本発明の実施例としてNPN型のブレーナ型バイポ
ーラを形成する過程を例に取って説明してきたがそれぞ
れの不純物の導電型を変えることにより同様の本発明の
製造方法によりPNP型のブレーナ型バイポーラを形成
することもできる。
[発明の効果] 以上述べたように、本発明の半導体装置の製造方法によ
れば以下に列挙するような効果を有する。
(1)プレーナ型バイポーラにおいて従来技術では実現
できなかった微細寸法の半導体装置を本発明のサイドウ
オールを用いたベースの形成技術により実現することが
できる。またベース幅が微細であるため従来技術の製造
方法;こより形成していたブレーナ型バイポーラトラン
ジスタよりHfeが2倍以上大きな高性能トランジスタ
を形成することを可能にした。
(2)サイドウオール輻でベース幅をコントロールする
ためトランジスタのHfeの特性の合わせ込みが容易で
ありまたHfeを制御性よく変化させることも可能であ
る。またサイドウオールはプロセス上均一性がよい為こ
のサイドウオールを用いてトランジスタ特性を制御して
いる本発明の半導体装置の製造方法により形成された半
導体装置は特性の均一性が向上している。
(3ンまた本発明の実施例でわかるように本半導体装置
の製造方法は微細MIS型半導体装置を形成する工程と
類似するところが多いため同一の半導体基板上にhi 
I S型半導体装置とプレーナ型バイポーラを工程を複
雑にする事なく形成する事も容易であり半導体回路の集
積化も可能である点についても特筆するところである。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(e)は、本発明の半導体装置の製造方
法を工程を追って示した半導体装置の断面図。 第一の導電型をしめず半導体基板 うすい絶縁膜 配線 第2の導電型の不純物拡散層 絶縁物からなるサイドウオール 絶縁膜 第1の導電型の不純物拡散層 ベース領域 素子分離絶縁膜 フォトレジスト 以上 出願人  セイコーエプソン株式会社 代理人  弁理土鈴木喜三部他1名 11図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板の平面に沿って形成するバイポーラ型
    半導体装置の製造方法において、コレクタ電極である第
    1の導電型の半導体基板上に薄い絶縁膜を介して配線を
    形成する工程と、該半導体基板の表面部分で該配線の横
    方向に広がる領域にベース領域とする第2の導電型の不
    純物拡散層を形成する工程と、該配線の側面に絶縁膜か
    らなるサイドウォールを形成する工程と、該第2の導電
    型の不純物拡散層表面部分で該サイドウォールの横方向
    に広がる領域にエミッタ電極とする第1の導電型不純物
    拡散層を形成する工程からなることを特徴とする半導体
    装置の製造方法
  2. (2)前記配線を形成する方法として、多結晶シリコン
    あるいは高融点金属を主成分とする配線膜を形成する工
    程と、該配線膜をフォトリソ技術及びエッチング技術に
    より所望の箇所に配線を形成する工程からなることを特
    徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法
  3. (3)前記サイドウォールを形成する方法として、前記
    第2の導電型の不純物拡散層を形成する工程の後半導体
    基板上に絶縁膜を形成する工程と、該絶縁膜を異方性の
    ドライエッチングをすることにより前記配線の側面にの
    みサイドウォールを形成する工程からなることを特徴と
    する請求項1記載の半導体装置の製造方法
  4. (4)前記ドライエッチングのエッチングする膜厚を変
    えることにより前記サイドウォールの幅を制御する工程
    を特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61238776A (ja) * 1985-04-16 1986-10-24 Suntory Ltd インヒビタ−活性を有するn−アシルピロリジン誘導体及びその製法並びに用途

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61238776A (ja) * 1985-04-16 1986-10-24 Suntory Ltd インヒビタ−活性を有するn−アシルピロリジン誘導体及びその製法並びに用途

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