JPH0485936A - 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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JPH0485936A
JPH0485936A JP20176790A JP20176790A JPH0485936A JP H0485936 A JPH0485936 A JP H0485936A JP 20176790 A JP20176790 A JP 20176790A JP 20176790 A JP20176790 A JP 20176790A JP H0485936 A JPH0485936 A JP H0485936A
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JP
Japan
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region
conductive film
film
insulating film
forming
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JP20176790A
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Inventor
Tatsuhiko Ikeda
龍彦 池田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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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) この発明は、半導体装置の製造方法に関し、特にバイポ
ーラ型の半導体装置の製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
第2図は例えば、第19同面体素子コンファレンス予稿
集p、331に示されているバイポーラトランジスタの
断面図である。図において、1はSi基板、2はn型埋
込み層、3はn型エピタキシャル層、4は素子分離絶縁
膜、5は窒化膜、6は多結晶シリコンを用いたベース電
極、7はベース拡散層、8はn型拡散層、9はエミッタ
拡散層、10は絶縁酸化膜、11は多結晶シリコンを用
いたエミッタ電極、20はベース金属配線、21はエミ
ッタ金属配線である。
次にこのトランジスタの特徴について述べる。
ベース電極6とエミッタ電極11が絶縁膜10を介して
セルファラインで形成されているため、ベース拡散層7
の占める領域が非常に小さく、そのためコレクタとベー
スのpn接合によって作られる寄生容量CtCが非常に
小さいものとなっている。
さらに、ベース拡散層7の下部にn型エピタキシャル層
3より高濃度のn型拡散層8を設けることによってベー
ス幅を狭くし、カーク効果を抑えている。これによって
電子がベース中を走る時間を短縮でき、高速動作が可能
である。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、従来の半導体装置においては、ベース・
コレクタ間の寄生容量という観点がら見ると1エミツタ
直下のn型層8の濃度が高いため空乏層の延びは抑制さ
れ、n型層8が無いときよりもCtCが大きくなると考
えられる。これは、高速動作を阻害するものであり、特
に低電流領域での使用に際して速度の低下が顕著となる
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、ベース層を浅くすると同時にベース・コレク
タ間の寄生容量をさらに減少させることのできる半導体
装置の製造方法を得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明にかかる半導体装置の製造方法は、半導体基板上
に第2導電型のコレクタ領域を形成するとともに、さら
にこの上に第igt型のベース領域を形成する工程、全
面に第1の導電膜を堆積し、さらにその上に第1の絶縁
膜を介して第2の導電膜を堆積する工程、エミッタ形成
領域にのみ前記第2の導電膜の一部を残す工程、残存し
ている第2の導電膜をマスクとして前記ベース領域とコ
レクタ領域の界面に酸素イオンを注入する工程、全面に
第2の絶縁膜を堆積し該第2の絶縁膜をエッチバックし
て前記第2の導電膜表面を露出させる工程、第2の導電
膜を除去するとともに、さらにその下部の第1の絶縁膜
と第1の導電膜を除去して開孔部を形成する工程、熱処
理により前記酸素イオンを注入箇所に酸化膜を形成する
工程、前記開孔部の側面に絶縁膜を設け、該絶縁膜をマ
スクとするイオン注入により前記ベース領域とコレクタ
領域の界面に第2導電型の高濃度不純物拡散領域を形成
する工程、前記開孔部に露出しているベース領域の表層
に第2導電型の不純物を導入し、第2導電型のエミッタ
領域を形成する工程とを含むことを特徴とするものであ
る。
また、さらに本発明に係る半導体装置の製造方法は、半
導体基板上に第2導電型のコレクタ領域を形成する工程
、全面に第1の導電膜を堆積し、さらにその上に第1の
絶縁膜を介して第2の導電膜を堆積する工程、エミッタ
形成領域にのみ前記第2の導電膜の一部を残す工程、残
存している第2の導電膜をマスクとして酸素イオンを注
入し熱処理により前記コレクタ領域内に酸化膜を形成す
る工程、全面に第2の絶縁膜を堆積し、該第2の絶縁膜
をエッチバックして前記第2の導電膜表面を露出させる
工程、第2の導電膜を除去するとともにさらにその下部
の第1の絶縁膜と第1の導電膜を除去して開孔部を形成
し、不純物導入により前記コレクタ領域内に前記酸化膜
に達する第1導電型のベース領域を形成する工程、前記
開孔部の側面に絶縁膜を設け、該絶縁膜をマスクとする
イオン注入により前記ベース領域とコレクタ領域の界面
に第2導電型の高濃度不純物拡散領域を形成する工程、
前記開孔部に露出しているベース領域の表層に第2導電
型の不純物を導入し、第2導電型のエミッタ領域を形成
する工程とを含むことを特徴とするものである。
〔作用〕
この発明による半導体装置の製造方法は、二層多結晶シ
リコンの長所である自己整合プロセスに適用し、自己整
合的にベース・コレクタ接合部において、実際にバイポ
ーラ動作を行う領域には高濃度の第2導電形不純物拡散
層を、それ以外の領域には絶縁層(酸化膜)を設けたの
で、不要なベース・コレクタの寄生領域を減らすことが
でき、寄生容量を減少させることができ、素子の高速動
作が可能となる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第1図(a)〜(i)は本発明の一実施例による半導体
装置の製造方法を示すもので、図において、1はSt基
板、2はn型埋込み層、3はn型エピタキシャル層、4
は素子分離絶縁膜、6は多結晶シリコンを用いたベース
電極、71は高濃度の外部ベース領域、72は内部ベー
ス層、8はn型拡散層、80は絶縁層、9はエミッタ拡
散層、101,102.103はそれぞれ絶縁酸化膜、
11は多結晶シリコンを用いたエミッタ電極、20はベ
ース金属配線、21はエミッタ金属配線である。また2
00はベース・コレクタ界面のうちバイポーラ動作に寄
与しない領域、201はバイポーラ動作に寄与する領域
である。
次に、本発明の製造方法を順に述べる。
まず第1図(a)において、P型シリコン基板1上にn
型埋め込みコレクタ層2を形成した後、n型エピタキシ
ャル層3を堆積する。その後、分離領域の絶縁酸化膜4
およびチャネルカット層40を形成する。さらに、内部
ベース72をイオン注入および熱処理等の手段で形成す
る。
このSt基板1上に、第1図(b)で示すように第1の
多結晶シリコン6、第1の絶縁膜101、第2の多結晶
シリコン膜60をそれぞれ2000人。
500人、10000人程度堆程度る。
次に、将来エミッタを形成する領域の上部に残るように
、異方性エツチングを用いて、上記第2の多結晶シリコ
ン膜6oをエツチングする。しかル後に、バイポーラ動
作に寄与しないベース・コレクタ界面200にその射影
飛程が達するようなエネルギーで、高ドーズ(およソ1
0 ”cm−”) (7)酸素注入を行う。さらに、第
1の多結晶シリコン6中にとどまるエネルギーで約” 
101SC11−”のB゛またはBF、”の注入を行う
(第1図(C))。
次に第1図(d)に示すように、全面にCVDの酸化膜
102を約800o人堆積し、その表面にフォトレジス
ト300を塗布する。フォトレジスト300は表面が平
らであるため、フォトレジスト300とCVD酸化膜1
02のエツチングレートの等しい異方性エツチング、す
なわちエッチバックを用いれば、第1図(e)に示すよ
うに第2の多結晶シリコン60上の絶縁膜102のみを
取り除くことができる。
次に第1図げ)に示すように、この多結晶シリコン60
を除去したのち、その下部に露出される絶縁膜101を
エツチングし、さらにその下部に露出される多結晶シリ
コン6をもエツチング除去する。さらに熱処理を施すこ
とによって、ベース・コレクタ接合界面に注入された酸
素によって酸化膜80を形成するとともにP型不純物の
導入された第1の多結晶シリコン6より高濃度のP型不
純物拡散層71を拡散する。これは外部ベースとして働
く。
その後、第1図(2)に示すように全面に絶縁膜を約3
00人を堆積して、Si全面を異方性エツチングする方
法で、第1図(f)で開口した領域の側面に絶縁膜のサ
イドウオール103を形成する。今度は、バイポーラ動
作が行われるベース・コレクタ接合界面201に射影飛
程がくるように、リンイオン等のn型不純物を約4 X
 10 ”CI−”のドーズ量で注入する。
最後にエミッタ電極となる第3の多結晶シリコン11を
堆積し、As等のn型不純物をその多結晶シリコン11
内にドーピングしておき、熱処理によってn型不純物を
拡散することでエミッタ拡散層9を形成する。このとき
の熱処理でベース下のn型拡散層8も形成される。エミ
ッタ電極IIをバターニングしく第1図(ハ))、さら
にベースのコンタクトを開孔して、金属配線20.21
を行うことによって、第1図(i)に示した半導体装置
が作製される。
このような本実施例では従来の工程に対してマスク合わ
せ工程を増すことなく、自己整合的にコレクタ・ベース
接合界面の寄生領域となる領域200には酸化膜を形成
できるともに、バイポーラ動作を行うエミッタ直下の領
域201には高濃度のn型拡散層を形成することができ
、これによりさらに不要なベース・コレクタの寄生領域
を減らすことができ、素子の高速化を図ることができる
なお、上記実施例では、所望の構造を得るために、第1
図(f)に示された工程の熱処理によって、埋め込まれ
た酸化膜層80を形成している。しかしながら、本方法
で良好な絶縁膜を形成するためには非常に高温の100
0℃ないし1200°Cの熱処理が必要となり、そのた
めベース層72や外部ベース層71が拡散してしまい、
浅い接合の形成に支障をきたす場合もある。
この点を考慮した、本発明の第2の実施例による半導体
装置の製造方法を以下に示す。
第1図(a)に示しているベース層72の形成はこの段
階では行わずに工程を進め、第1図(C)の工程の酸素
イオン注入後にまずその高温の熱処理を行いこの時点で
酸化膜80を形成する0次にさらにボロンイオン等のP
型不純物注入を行って以下の工程を進める。そして、内
部ベース72の形成は、第1図(f)の工程のSt表面
の開孔直後に浅くP型不純物を注入することにより行う
他の工程は上記実施例と同様であるのでその説明を省略
する。
このような本実施例では上記実施例による効果に加え、
酸素イオン注入領域の熱処理を内部ベース層、外部ベー
ス層の形成前に行うようにしたので、これらベース層の
拡散を防止でき、より浅い接合を精度よく形成でき、よ
り高速動作が可能なものを制御性、再現性よく形成でき
るという効果がある。
〔発明の効果] 以上のように、本発明によれば、ベース・コレクタ接合
部において、実際にバイポーラ動作を行う領域にはn型
エピタキシャル層より高い濃度のn型拡散層を、それ以
外の領域には絶縁層を形成するようにしたので、従来の
工程に対してマスク合わせ工程を増すことなく、自己整
合的にコレクタベース接合界面へ絶縁層とn型拡散層を
容品に形成することができ、寄生容量を減少でき、より
素子の高速化を達成できる半導体装置が得られるという
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(i)はこの発明の一実施例による半導
体装置の製造方法を示す断面側面図、第2図は従来の半
導体装置の構造を示す断面側面図である。 1はSi基板、2はn型埋込み層、3はエピタキシャル
成長層、4は素子分離絶縁膜、40はチャネルカット層
、5は窒化膜、6はベース電極、60は多結晶シリコン
、7はベース拡散層、71は外部ベース層、72は内部
ベース層、8はn型拡散層、80は酸化膜層、9はエミ
ッタ拡散層、10,101,102,103は絶縁膜、
11はエミッタ電極、20はベース金属配線、21はエ
ミッタ金属配線、22はベース金属配線、60は多結晶
シリコン、200.201はベースコレクタ接合界面、
300はフォトレジストである。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板上に第2導電型のコレクタ領域を形成
    するとともに、さらに該コレクタ領域上に第1導電型の
    ベース領域を形成する工程、 全面に第1の導電膜を堆積し、さらにその上に第1の絶
    縁膜を介して第2の導電膜を堆積する工程、 エミッタ形成領域にのみ前記第2の導電膜の一部を残す
    工程、 残存している第2の導電膜をマスクとして前記ベース領
    域とコレクタ領域の界面に酸素イオンを注入する工程、 全面に第2の絶縁膜を堆積し、該第2の絶縁膜をエッチ
    バックして前記第2の導電膜表面を露出させる工程、 前記第2の導電膜を除去するとともに、さらにその下部
    の第1の絶縁膜と第1の導電膜を除去して開孔部を形成
    する工程、 熱処理により、前記酸素イオン注入箇所に酸化膜を形成
    する工程、 前記開孔部の側面に絶縁膜を設け、該絶縁膜をマスクに
    第2導電型の不純物イオンを注入し、前記ベース領域と
    コレクタ領域の界面に第2導電型の高濃度不純物拡散領
    域を形成する工程、 前記開孔部に露出している前記ベース領域の表層に第2
    導電形の不純物イオンを導入し、第2導電型のエミッタ
    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。
  2. (2)半導体基板上に第2導電型のコレクタ領域を形成
    する工程、 全面に第1の導電膜を堆積し、さらにその上に第1の絶
    縁膜を介して第2の導電膜を堆積する工程、 エミッタ形成領域にのみ前記第2の導電膜の一部を残す
    工程、 残存している第2の導電膜をマスクとして酸素イオンを
    注入し、熱処理により前記コレクタ領域内に酸化膜を形
    成する工程、 全面に第2の絶縁膜を堆積し、該第2の絶縁膜をエッチ
    バックして前記第2の導電膜表面を露出させる工程、 前記第2の導電膜を除去するとともに、さらにその下部
    の第1の絶縁膜と第1の導電膜を除去して開孔部を形成
    し、不純物導入により前記コレクタ領域内に前記酸化膜
    に達する第1導電型のベース領域を形成する工程、 前記開孔部の側面に絶縁膜を設け、該絶縁膜をマスクと
    して第2導電型の不純物イオンを注入し、前記ベース領
    域とコレクタ領域の界面に第2導電型の高濃度不純物拡
    散領域を形成する工程、前記開孔部に露出している前記
    ベース領域の表層に第2導電型の不純物を導入し、第2
    導電型のエミッタ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。
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