JPH05121421A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バイポーラトランジスタのエミッタをセルフ
アラインにより形成しｈ_FEのばらつきを小さくし、その
値の制御を容易なものとする。 【構成】 シリコン基板１に第一の酸化膜２、窒化膜
４、および第二の酸化膜５を順次形成する。窒化膜４と
第二の酸化膜５の所定の部分をエッチング除去してこれ
らを貫通する孔６を形成し、第一の酸化膜２を露出させ
る。次に、露出した第一の酸化膜２を通してベース層３
に砒素イオンを注入し、エミッタ層７を形成する。そし
て、第一の酸化膜２をエッチング除去し、コンタクトホ
ール６を完全に開孔し、アルミニウム電極８を形成す
る。熱処理時、不純物イオン注入領域の表面が酸化膜２
で覆われているので、不純物元素が注入領域より出てい
くアウトディフュージョンを防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体集積回路装置においては高
密度化および高精度化が要求され、小さくかつｈ_FEのば
らつきの少ないトランジスタが必要となり、エミッタの
形成にはイオン注入とウォッシュドエミッタによるセル
フアライン技術が使用されるようになってきた。

【０００３】以下に従来の半導体装置の製造方法につい
て説明する。図２は従来の半導体装置の製造方法の工程
断面図であり、１１はシリコン基板、１２は第一の酸化
膜、１３はベース層、１５は第二の酸化膜、１６はコン
タクトホール、１７はエミッタ層、１８はアルミニウム
電極である。

【０００４】まず、シリコン基板１１に厚さ約３０ｎｍ
の第一の酸化膜１２を形成し、フォトレジスト（図示せ
ず）をマスクとして、約４０ｋｅＶの加速エネルギーで
ボロンイオンをシリコン基板１１の所定領域に注入す
る。その後、温度９００℃程度の温度の窒素雰囲気中で
約３０分間熱処理をして、ベース層１３を形成する。そ
して、厚さ約５００ｎｍの第二の酸化膜１５を形成し、
酸化膜１２、１５にベースおよびエミッタのコンタクト
となるコンタクトホール１６を形成し、ベース層１３の
一部分を露出させる。

【０００５】次に、フォトレジスト（図示せず）と第二
の酸化膜１５とをマスクとして、コンタクトホール１６
において露出したベース層１３の所定の領域に、約４０
ｋｅＶの加速エネルギーで砒素イオンを注入し、その
後、温度１０００℃程度の窒素雰囲気中で約１０分間熱
処理して、エミッタ層１７を形成する。そして、アルミ
ニウム電極８をコンタクトホール１６に形成する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の方法
では、コンタクトホール１６を完全に開孔してエミッタ
形成のためのイオン注入を行うので、エミッタ形成熱処
理時にはエミッタ領域となる部分が表面に露出してお
り、一度注入された砒素が注入領域より出ていくアウト
ディフュージョンのため、エミッタ不純物濃度がイオン
注入での設定値よりずれ、ｈ_FEがばらついて制御性が悪
いという欠点を有していた。

【０００７】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、アウトディフュージョンをなくし、ｈ_FEのばらつき
を抑制してその制御性をよくすることのできる半導体装
置の製造方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【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、一導電形の半導体基体上に第一の酸化膜、窒
化膜および第二の酸化膜を順次積層形成してから、第二
の酸化膜と窒化膜とを貫通する孔を形成し、この貫通孔
において露出する第一の酸化膜の部分を通して、半導体
基体の逆導電形の不純物イオンを打ち込み、その後熱処
理をして逆導電形領域を形成し、さらに、貫通孔内の第
一の酸化膜の部分を除去して、逆導電形領域を露出さ
せ、それに電極を形成するものである。

【０００９】

【作用】この構成によって、後にコンタクトホールとな
る孔の形成時に第一の酸化膜に対する窒化膜のエッチン
グ速度を大きくすることにより、第一の酸化膜だけを残
した未開口のコンタクトホールを容易に形成でき、そし
て、その孔を通してエミッタ形成のためのイオン注入を
するので、熱処理時にはエミッタ領域となるシリコン表
面が酸化膜によって覆われており、一度注入された不純
物が注入領域より出ていくアウトディフュージョンが防
止される。

【００１０】

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。

【００１１】図１は本実施例の工程断面図であり、１は
シリコン基板、２は第一の酸化膜、３はベース層、４は
窒化膜、５は第二の酸化膜、６はコンタクトホール、７
はエミッタ層、８はアルミニウム電極である。

【００１２】まず、シリコン基板１に厚さ約３０ｎｍの
第一の酸化膜２を形成し、フォトレジストをマスクとし
て所定の領域に約４０ｋｅＶの加速エネルギーでボロン
イオンをシリコン基板１に注入する。その後、温度９０
０℃程度の窒素雰囲気中で約３０分間熱処理をして、ベ
ース層３を形成する。そして、第１の酸化膜２上に、厚
さ約２０ｎｍの窒化膜４と厚さ約５００ｎｍの第二の酸
化膜５とを順次形成し、ベース電極およびエミッタ電極
形成用のコンタクトホールを形成するために、公知の方
法で第二の酸化膜５と窒化膜４とをエッチング除去し
て、これらを貫通する孔６を設けて第一の酸化膜２を露
出させる。

【００１３】次に、第二の酸化膜５および窒化膜４、さ
らにはその選択的除去に使用したフォトレジスタ膜（図
示せず）をマスクとして、孔６で露出した第一の酸化膜
２を通してベース層３の所定の領域に約８０ｋｅＶの加
速エネルギーで砒素イオンを注入し、その後、温度１０
００℃程度の窒素雰囲気中で約１０分間熱処理して、エ
ミッタ層７を形成する。そして、第一の酸化膜２をエッ
チング除去して、孔６を完全に開口させてコンタクトホ
ールとし、そこにアルミニウム電極８を形成する。

【００１４】本実施例によれば、第一の酸化膜２に対す
る窒化膜４のエッチング速度を大きくすることにより、
第一の酸化膜２だけを残した孔６を容易に形成できる。
そして、その孔６を通してエミッタ形成のための不純物
イオンを注入するので、エミッタ形成熱処理時にはエミ
ッタ領域となるシリコン表面が酸化絶縁膜によって覆わ
れており、一度注入された不純物元素が注入領域より出
ていくアウトディフュージョンを防止できる。そのた
め、エミッタ不純物濃度がイオン注入での設定値からず
れることが防止され、ｈ_FEのばらつきが小さくすること
ができ、その値の制御を容易なものとすることができ
る。

【００１５】なお、本実施例ではエミッタ形成を砒素イ
オンの注入によったが、それに限られることはなく、た
とえば燐イオンを注入してもよい。

【００１６】

【発明の効果】本発明の方法によれば、半導体基板上に
第一の酸化膜と窒化膜と第二の酸化膜を順次積層して形
成してから、第二の酸化膜と窒化膜とに開孔部を形成
し、この開孔部の領域にある第一の酸化膜を通して不純
物イオンを半導体基板に打ち込み、その後熱処理をして
逆導電形領域を形成してから、開孔部の領域にある第一
の酸化膜を除去するので、コンタクトホールが完全に開
口されていない状態で逆導電形領域が形成される。その
ため、逆導電形領域の形成のための熱処理時には、その
領域の表面が第１の酸化膜によって覆われており、一度
注入された不純物元素が注入領域より出ていくアウトデ
ィフュージョンの発生がなく、逆導電形領域の不純物濃
度がイオン注入での設定値よりずれることがなくなり、
ｈ_FEのばらつきが小さく、その値の制御を容易なものと
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における半導体装置の製造方
法の工程断面図

【図２】従来の半導体装置の製造方法の工程断面図

【符号の説明】

１ シリコン基板 ２ 第一の酸化膜 ３ ベース層 ４ 窒化膜 ５ 第二の酸化膜 ６ 孔 ７ エミッタ層 ８ アルミニウム電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一導電形の半導体基体上に第一の酸化膜、
   窒化膜および第二の酸化膜を順次積層して形成する工程
   と、前記第二の酸化膜および前記窒化膜に貫通する貫通
   孔を形成する工程と、前記貫通孔において露出する前記
   第一の酸化膜の部分を通して、前記半導体基体の逆導電
   形の不純物イオンを打ち込み、その後熱処理をして逆導
   電形領域を形成する工程と、前記貫通孔内の前記第一の
   酸化膜の部分を除去して、前記逆導電形領域を露出さ
   せ、この領域に電極を形成する工程とを有する半導体装
   置の製造方法。