JPH0521719A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPH0521719A
JPH0521719A JP17082291A JP17082291A JPH0521719A JP H0521719 A JPH0521719 A JP H0521719A JP 17082291 A JP17082291 A JP 17082291A JP 17082291 A JP17082291 A JP 17082291A JP H0521719 A JPH0521719 A JP H0521719A
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JP
Japan
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region
base region
type
side wall
polycrystalline silicon
Prior art date
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Pending
Application number
JP17082291A
Other languages
English (en)
Inventor
Masao Chatani
雅夫 茶谷
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ベース領域およびエミッタ領域を自己整合的に
形成するSST型のバイポーラトランジスタの高集積
化,電気特性劣化の低減,製造方法の簡略化を計る。 【構成】ベース領域,エミッタ領域が形成される領域に
ベース開口部が設けられ、これの側壁にボロンドープ多
結晶シリコンサイドウォール115が設けられており、
++型グラフトベース領域112がボロンドープ多結晶
シリコンサイドウォール115に自己整合的に形成され
ている。すなわち、P++型グラフトベース領域112は
ベース開口部の外縁部の内側に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路装置に関
し、特にベース領域とエミッタ領域とが自己整合的に形
成されたバイポーラトランジスタに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のバイポーラトランジスタは、外部
ベース電極,ベース領域,エミッタ領域,およびエミッ
タ電極を自己整合的に形成し、高集積化を計っている。
図3を用いて、このような従来のバイポーラトランジス
タの例を、その製造方法に沿って、説明する。
【0003】P型シリコン基板201上にN型埋込み拡
散層202およびN型エピタキシャル層203を形成
し、素子分離用のLOCOS酸化膜205を形成した
後、N型コレクタプラグ領域204を形成する。さらに
全面にシリコン酸化膜206,ボロンドープ多結晶シリ
コン膜207,シリコン窒化膜208を堆積し、ベース
領域およびエミッタ領域を形成する領域にベース開口部
209を形成してN型エピタキシャル層203を露出さ
せる。等方性エッチングにより、ベース開口部209側
壁に露出したシリコン酸化膜206を後退させる。全面
にボロンドープ多結晶シリコン222を堆積し、これを
エッチバックして前述のシリコン酸化膜206の後退部
にのみボロンドープ多結晶シリコン222を残留させ
る。熱処理によりボロンドープ多結晶シリコン222か
らボロンを拡散し、P++型グラフトベース領域212を
形成する〔図3(a)〕。
【0004】ベース開口部209に露出したN型エピタ
キシャル層203にイオン注入あるいは熱拡散によりボ
ロン導入し、P型ベース領域214を形成する。ベース
開口部209側壁にBSGサイドウォール215を形成
し、砒素が添加されたエミッタ電極となるN型多結晶シ
リコン216によりベース開口部209を覆う〔図3
(b)〕。
【0005】熱処理により、BSGサイドウォール21
5からボロン,およびN型多結晶シリコン216から砒
素をP型ベース領域214に導入し、P+型グラフトベ
ース領域217,およびN型エミッタ領域218を形成
する。これにより、外部ベース電極,ベース領域,エミ
ッタ領域,およびエミッタ電極が自己整合的に形成され
たバイポーラトランジスタが形成される。続いて、層間
絶縁膜219の堆積,コンタクトホール221の開口,
Al電極配線220の形成を行ない、前述のバイポーラ
トランジスタを含む半導体集積回路装置が形成される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述の半導体集積回路
装置では、バイポーラトランジスタの構造が複雑である
ため、製造方法も煩雑になり、製造期間,および製造コ
ストを低下させるのが困難であった。
【0007】また、グラフトベース領域がベース開口部
の外縁部の外側に接して設けられているため、トランジ
スタサイズの縮小ができないという問題点があった。
【0008】さらに、グラフトベース領域の拡散源とな
るボロンドープの多結晶シリコンの形成に際してエミッ
タ形成領域表面が2度の多結晶シリコンのオーバーエッ
チに晒されることになり、これらのエッチングによるダ
メージのためにできあがったバイポーラトランジスタの
電気特性が劣化するという問題点があった。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体集積回路
装置は、一導電型の半導体層内に設けられた逆導電型の
ベース領域と、半導体層内におけるベース領域の外縁部
に設けられた逆導電型のグラフトベース領域と、ベース
領域内に設けられた一導電型のエミッタ領域と、下層よ
り第1の絶縁膜と導電膜と第2の絶縁膜との少なくとも
3層の構造を有してグラフトベース領域の外縁部の位置
より外側に延長する領域における半導体層上に設けら
れ、かつ、半導体層表面に対して概略垂直な側壁部の一
部がグラフトベース領域の外縁部上に設けられたベース
領域の外部電極と、グラフトベース領域の外縁部上の外
部電極の側壁部の側面において上端が第2の絶縁膜の上
面より低い位置に設けられ、グラフトベース領域上に自
己整合的に設けられ、グラフトベース領域と外部電極と
を電気的に接続する逆導電型の不純物が添加された多結
晶シリコンサイドウォールと、多結晶シリコンサイドウ
ォールを覆い、エミッタ領域の外縁部と自己整合的に設
けられた絶縁膜サイドウォールと、を有している。
【0010】好ましくは、絶縁膜サイドウォールが逆導
電型不純物を含む絶縁物から構成され、グラフトベース
領域とエミッタ領域との間の半導体層に絶縁膜サイドウ
ォールと自己整合的な逆導電型領域が設けられている。
【0011】さらに好ましくは、外部電極における導電
膜が高融点金属珪化物から構成されている。
【0012】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
【0013】図1は本発明の一実施例であるSST型の
NPNバイポーラトランジスタの断面図である。
【0014】P型シリコン基板101上にN型埋込み拡
散層102,N型エピタキシャル層103が設けられ、
LOCOS酸化膜105により素子間,ベース・エミッ
タ領域−コレクタ領域間の分離が行なわれる。N型埋込
み拡散層102はN型コレクタプラグ領域104を介し
てAl電極配線120と電気的に接続される。シリコン
酸化膜106,タングステンシリサイド膜107,およ
びシリコン窒化膜108の3層からなるベース領域の外
部電極がLOCOS酸化膜105上,およびN型エピタ
キシャル層103上に設けられ、広義のベース領域は外
部電極に設けられたベース開口部に対して自己整合的に
形成されている。ベース開口部における外部電極の側壁
はシリコン基板101表面に対して概略垂直である。広
義のベース領域は、P++型グラフトベース領域112,
+ 型グラフトベース領域117,およびP型ベース領
域114から構成される。P++型グラフトベース領域1
12は、ベース開口部側壁に設けられたボロンドープ多
結晶シリコンサイドウォール111に対して自己整合的
に形成されている。P+ 型グラフトベース領域117
は、ボロンドープ多結晶シリコンサイドウォール111
を介してベース開口部側壁に設けられたBSGサイドウ
ォール115に対して自己整合的に形成されている。ベ
ース開口部側壁において、ボロンドープ多結晶シリコン
サイドウォール111の上端は側壁の上端より低い位置
に形成されている。広義のベース領域は、ボロンドープ
多結晶シリコンサイドウォール111,およびタングス
テンシリサイド膜107を介してAl電極配線120と
電気的に接続される。ベース開口部上にはBSGサイド
ウォール115を覆ってエミッタ電極となる砒素が添加
されたN型多結晶シリコン116が設けられている。P
型ベース領域114内には、BSGサイドウォール11
5並びにN型多結晶シリコン116に対して自己整合的
にN型エミッタ領域118が設けられている。N型エミ
ッタ領域118はN型多結晶シリコン116を介してA
l電極配線120と電気的に接続される。BSGサイド
ウォール115は、ボロンドープ多結晶シリコンサイド
ウォール111とN型多結晶シリコン116とを電気的
に絶縁している。
【0015】図2は本実施例に係わる半導体集積回路装
置の製造方法を説明するための途中工程の断面図であ
る。図2,および図1を用いて本実施例に係わる半導体
集積回路装置の製造方法を説明する。
【0016】P型シリコン基板101上にN型埋込み拡
散層102,N型エピタキシャル層103を形成し、L
OCOS酸化膜105を形成した後、N型コレクタプラ
グ領域104を形成する。全面にシリコン酸化膜10
6,タングステンシリサイド膜107,シリコン窒化膜
108を堆積してベース領域の外部電極となる3層構造
膜を形成する。この3層構造膜を選択的にエッチング
し、ベース領域およびエミッタ領域を形成する領域にベ
ース開口部109を形成してN型エピタキシャル層10
3を露出させ、同時に不要部分の3層構造膜を除去する
〔図2(a)〕。このときN型コレクタプラグ領域10
4上には3層構造膜が残されているが、これはベース,
エミッタ領域の形成工程にこの領域が晒されないように
するためである。
【0017】全面にボロンドープ多結晶シリコンを堆積
し、これをエッチバックしてベース開口部109の側壁
を含めた3層構造膜の側壁にボロンドープ多結晶シリコ
ンサイドウォール111を形成する。このときのエッチ
バックは十分に行ない、前述したようにボロンドープ多
結晶シリコンサイドウォール111の上端が側壁の上端
より低い位置に位置し,かつタングステンシリサイド膜
107と接続するように形成する。これは、ボロンドー
プ多結晶シリコンサイドウォール111と後工程で形成
されるN型多結晶シリコン116との電気的短絡を避け
るためである。熱処理によりボロンドープ多結晶サイド
ウォール111からボロンを拡散し、P++型グラフトベ
ース領域112を形成する〔図2(b)〕。
【0018】本実施例において、エミッタ領域の形成さ
れる領域がシリコンエッチングに晒されるのはこのボロ
ンドープ多結晶シリコンサイドウォール111の形成工
程のみである。このため、従来の半導体集積回路装置に
比べてエミッタ領域の形成される領域に加えられるダメ
ージは低減され、電気特性の劣化は軽減する。また、本
実施例においては、複雑な工程を要せず,かつベース開
口部109の外縁部内側に接してP++型グラフトベース
領域112を形成することが可能であることから、製造
期間および製造コストの低下,トランジスタサイズの縮
小が容易になる。
【0019】ベース開口部109に露出したN型エピタ
キシャル層103にイオン注入あるいは熱拡散によりボ
ロン導入し、P型ベース領域114を形成する。全面に
BSG膜を堆積してこれをエッチバックし、ベース開口
部209側壁においてボロンドープ多結晶シリコンサイ
ドウォール111を覆うBSGサイドウォール215を
形成する〔図2(c)〕。
【0020】砒素が添加されたエミッタ電極となるN型
多結晶シリコン116によりベース開口部109を覆
う。熱処理により、BSGサイドウォール115からは
ボロンを,およびN型多結晶シリコン116からは砒素
をP型ベース領域114に導入し、P+ 型グラフトベー
ス領域117,およびN型エミッタ領域118を形成す
る。これにより、外部ベース電極,ベース領域,エミッ
タ領域,およびエミッタ電極が自己整合的に形成された
バイポーラトランジスタが形成される〔図2(d)〕。
【0021】層間絶縁膜119の堆積,コンタクトホー
ル121の開口,Al電極配線120の形成を行ない、
前述のバイポーラトランジスタを含む半導体集積回路装
置が形成される〔図1〕。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、エミッタ
領域の形成される領域がシリコンエッチに晒されるのは
1度だけであり、ベース開口部の側壁に形成したボロン
ドープ多結晶シリコンサイドウォールからボロンを拡散
して自己整合的にグラフトベース領域を形成するため、
半導体集積回路装置の電気特性の劣化の軽減と製造期間
および製造コストの低下,およびトランジスタサイズの
縮小が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を説明するための断面図であ
る。
【図2】本発明の一実施例に係わる半導体集積回路装置
の製造方法を説明するための断面図である。
【図3】従来の半導体集積回路装置を説明するための断
面図である。
【符号の説明】
101,201 P型シリコン基板 102,202 N型埋込み拡散層 103,203 N型エピタキシャル層 104,204 N型コレクタプラグ領域 105,205 LOCOS酸化膜 106,206 シリコン酸化膜 107 タングステンシリサイド膜 108,208 シリコン窒化膜 109,209 ベース開口部 111 ボロンドープ多結晶シリコンサイドウォール 112,212 P++型グラフトベース領域 114,214 P型ベース領域 115,215 BSGサイドウォール 116,216 N型多結晶シリコン 117,217 P+ 型グラフトベース領域 118,218 N型エミッタ領域 119,219 層間絶縁膜 120,220 Al電極配線 121,221 コンタクトホール 207 ボロンドープ多結晶シリコン膜 222 ボロンドープ多結晶シリコン

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一導電型の半導体層内に設けられた逆導
    電型のベース領域と、 前記半導体層内における前記ベース領域の外縁部に設け
    られた逆導電型のグラフトベース領域と、 前記ベース領域内に設けられた一導電型のエミッタ領域
    と、 下層より第1の絶縁膜と導電膜と第2の絶縁膜との少な
    くとも3層の構造を有して前記グラフトベース領域の外
    縁部の位置より外側に延長する領域における前記半導体
    層上に設けられ、かつ、前記半導体層表面に対して概略
    垂直な側壁部の一部が前記グラフトベース領域の外縁部
    上に設けられた前記ベース領域の外部電極と、 前記グラフトベース領域の外縁部上の前記外部電極の側
    壁部の側面において上端が前記第2の絶縁膜の上面より
    低い位置に設けられ、前記グラフトベース領域上に自己
    整合的に設けられ、前記グラフトベース領域と前記外部
    電極とを電気的に接続する逆導電型の不純物が添加され
    た多結晶シリコンサイドウォールと、前記多結晶シリコ
    ンサイドウォールを覆い、前記エミッタ領域の外縁部と
    自己整合的に設けられた絶縁膜サイドウォールと、 を有することを特徴とする半導体集積回路装置。
  2. 【請求項2】 前記絶縁膜サイドウォールが逆導電型不
    純物を含む絶縁物から構成され、前記グラフトベース領
    域と前記エミッタ領域との間の前記半導体層に前記絶縁
    膜サイドウォールと自己整合的な逆導電型領域を有する
    ことを特徴とする請求項1記載の半導体集積回路装置。
  3. 【請求項3】 前記外部電極における前記導電膜が高融
    点金属珪化物からなることを特徴とする請求項1記載の
    半導体集積回路装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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