JPH0581051B2 - - Google Patents

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JPH0581051B2
JPH0581051B2 JP61135353A JP13535386A JPH0581051B2 JP H0581051 B2 JPH0581051 B2 JP H0581051B2 JP 61135353 A JP61135353 A JP 61135353A JP 13535386 A JP13535386 A JP 13535386A JP H0581051 B2 JPH0581051 B2 JP H0581051B2
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film
electrode
region
polycrystalline silicon
oxide film
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Hideo Honma
Yutaka Misawa
Naohiro Monma
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication of JPH0581051B2 publication Critical patent/JPH0581051B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、半導体装置の製造方法に係り、特に
その電極取り出し部の高密度化および半導体素子
領域の微細化に好適な半導体装置の製造方法に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and in particular, a method for manufacturing a semiconductor device suitable for increasing the density of the electrode extraction portion and miniaturizing the semiconductor element region. Regarding.

(従来の技術) 半導体集積回路のパターン寸法がサブミクロン
オーダまで進展してきた現在、通常用いられるホ
トリソグラフイーのマスク合わせ精度の大きさ
が、半導体素子領域の微細化、および応答の高速
化を進める上での障害となつてきている。
(Prior art) Nowadays, the pattern dimensions of semiconductor integrated circuits have progressed to the submicron order, and the high mask alignment precision of commonly used photolithography is making it possible to miniaturize the semiconductor element area and speed up the response. It is becoming an obstacle for higher education.

特にMOSFETのソース/ドレイン領域は、電
極取出し(コンタクト)部の形成におけるマスク
合わせ精度で、その大きさ(面積)が決定されて
いるため、素子の活性領域の微細化が困難であ
り、高速化が図れない。
In particular, the size (area) of the source/drain region of a MOSFET is determined by the accuracy of mask alignment in forming the electrode extraction (contact) part, making it difficult to miniaturize the active region of the element and increase speed. I can't plan.

例えば第4図a,bに、従来のMOSFETの断
面図および平面パターンを示す。それぞれの構成
要素は、P型半導体基板100、フイールド酸化
膜101、ゲート酸化膜102、ゲート電極10
3、低濃度ドレイン領域104、ゲート電極10
3の側壁に設けられたシリコン酸化膜によるサイ
ドウオール105、高濃度ソース/ドレイン領域
106、パツシベーシヨン膜(PSG膜)107、
コンタクトホール108、電極配線層109から
成る。
For example, FIGS. 4a and 4b show a cross-sectional view and a planar pattern of a conventional MOSFET. Each component includes a P-type semiconductor substrate 100, a field oxide film 101, a gate oxide film 102, and a gate electrode 10.
3. Low concentration drain region 104, gate electrode 10
A side wall 105 made of a silicon oxide film provided on the side wall of 3, a high concentration source/drain region 106, a passivation film (PSG film) 107,
It consists of a contact hole 108 and an electrode wiring layer 109.

(発明が解決しようとする問題点) 上記した従来のMOSFETでは、ソース/ドレ
イン領域(n+層)106上にある酸化膜102
に直接、コンタクトホール108を設けて電極配
線層109を形成するため、ソース/ドレイン領
域106の面積を大きく確保する必要がある。
(Problems to be Solved by the Invention) In the conventional MOSFET described above, the oxide film 102 on the source/drain region (n + layer) 106
Since the contact hole 108 is directly provided to form the electrode wiring layer 109, it is necessary to secure a large area for the source/drain region 106.

すなわち、例えば第5図に示すように、パツシ
ベーシヨン膜107にコンタクトホール108を
形成する際に、マスクの位置合せがずれて、フイ
ールド酸化膜101の端部にコンタクトホールが
重なると、電極配線層109とP型半導体基板1
00とが接触するため、ソース又はドレイン領域
106と基板100とが電極配線層109で短絡
されてしまう。
For example, as shown in FIG. 5, when forming a contact hole 108 in a passivation film 107, if the mask is misaligned and the contact hole overlaps the edge of the field oxide film 101, the electrode wiring layer 109 and P-type semiconductor substrate 1
00, the source or drain region 106 and the substrate 100 are short-circuited through the electrode wiring layer 109.

従つて、第4図bに示したように、コンタクト
ホール108は、フイールド酸化膜101の内側
端から、ホトリソグラフイーのマスク合わせ精度
以上の距離Daを隔てて形成する必要がある。ま
た同様に、コンタクトホール108は、ゲート電
極103からも、マスク合わせ精度以上の距離
Dbを隔てて形成する必要がある。
Therefore, as shown in FIG. 4B, the contact hole 108 needs to be formed at a distance D a from the inner edge of the field oxide film 101 that is greater than the mask alignment accuracy of photolithography. Similarly, the contact hole 108 is also located at a distance greater than the mask alignment accuracy from the gate electrode 103.
It is necessary to form them with D b separated.

このため、従来のMOSFETのソース/ドレイ
ン領域(n+層)106の面積は、電極形成に附
随した領域分だけ大きく確保する必要があり、微
細化が図れない。のみならず、機能的には、ソー
ス/ドレイン領域106の寄生容量が大きくな
り、素子の高速化が図れない等の欠点があつた。
For this reason, the area of the source/drain region (n + layer) 106 of the conventional MOSFET needs to be increased by the area associated with electrode formation, and miniaturization cannot be achieved. In addition, in terms of functionality, the parasitic capacitance of the source/drain region 106 increases, making it impossible to increase the speed of the device.

なお、前述した例はNチヤネルMOSFETにつ
いてであつたが、PチヤネルMOSFETにおいて
も全く同様であり、さらにバイポーラトランジス
タのベース領域における電極形成においても、同
様の問題があつた。
Note that, although the above-mentioned example concerns an N-channel MOSFET, the problem is exactly the same in a P-channel MOSFET, and a similar problem also occurs in the formation of an electrode in the base region of a bipolar transistor.

本発明の目的は、電極形成のためだけに必要な
半導体領域(MOSFETではソース/ドレイン領
域、またバイポーラトランジスタではベース領
域)を不要とすることにより、高集積化、高性能
化(高速、高信頼性化)に適した半導体装置の製
造方法を提供することにある。
The purpose of the present invention is to achieve high integration and high performance (high speed, high reliability) by eliminating the need for semiconductor regions (source/drain regions for MOSFETs and base regions for bipolar transistors) required only for electrode formation. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device suitable for

(問題点を解決するための手段) 上記目的は、ソース/ドレイン領域またはベー
ス領域と接し、かつゲート電極またはエミツタ電
極によつて自己整合(セルフアライン)的に分離
された多結晶シリコン膜を、これらの領域に対す
るコンタクト部材として設けることにより達成さ
れる。
(Means for solving the problem) The above object is to form a polycrystalline silicon film in contact with a source/drain region or a base region and separated in a self-aligned manner by a gate electrode or an emitter electrode. This is achieved by providing contact members for these areas.

本発明者らによる検討結果では、As、Pまた
はSb等のドナー型不純物が高濃度に添加された
多結晶シリコン膜のエツチング速度又は酸化速度
は、これらが添加されていない多結晶シリコン膜
のそれに比べて著しく大きい、という現象を利用
することで上記構造の半導体装置を実現すること
ができる。
According to the results of studies conducted by the present inventors, the etching rate or oxidation rate of a polycrystalline silicon film to which donor-type impurities such as As, P, or Sb are added at a high concentration is lower than that of a polycrystalline silicon film to which these are not added. A semiconductor device with the above structure can be realized by utilizing the phenomenon that the size is significantly larger than that in comparison.

すなわち、本発明をNチヤネルMOSFETに適
用する場合は、ゲート電極中にAs、P又はSbの
いずれかを高濃度に添加する工程と、該ゲート電
極の側壁に厚みの制御された絶縁膜を設けると同
時に、ソース/ドレイン領域とゲート電極の表面
を露出させる工程とを実施し、次いで全面に不純
物が添加されていない多結晶シリコン膜を被着し
た後、熱処理することで該ゲート電極中に添加さ
れている該不純物をゲート電極の上面と接する領
域の多結晶シリコン膜中に拡散させる。
That is, when applying the present invention to an N-channel MOSFET, there is a step of adding As, P, or Sb at a high concentration into the gate electrode, and an insulating film with a controlled thickness is provided on the side walls of the gate electrode. At the same time, a step of exposing the source/drain region and the surface of the gate electrode is carried out, and then a polycrystalline silicon film to which no impurities are added is deposited on the entire surface, and then heat treatment is performed to expose the surfaces of the gate electrode. The impurities are diffused into the polycrystalline silicon film in a region in contact with the upper surface of the gate electrode.

しかる後に、該不純物の高濃度に拡散された多
結晶シリコンのエツチング速度又は酸化速度は、
該不純物無添加の多結晶シリコンに比べて著しく
大きいことを利用し、不純物が拡散された、前記
ゲート電極上の多結晶シリコン膜のみを自己整合
的にエツチング除去する。
After that, the etching rate or oxidation rate of the polycrystalline silicon into which the impurities have been diffused at a high concentration is:
Taking advantage of the fact that the polycrystalline silicon film is significantly larger than the polycrystalline silicon film to which no impurity has been added, only the polycrystalline silicon film on the gate electrode in which the impurity has been diffused is etched away in a self-aligned manner.

その結果、残された多結晶シリコン膜を、ソー
ス領域及びドレイン領域およびフイールド酸化膜
の少なくとも一部を覆うような形成、寸法に加工
することにより、所望のNチヤネルMOSFETが
得られる。
As a result, a desired N-channel MOSFET can be obtained by forming and processing the remaining polycrystalline silicon film into a size that covers at least a portion of the source region, drain region, and field oxide film.

(作用) 以上に説明したようにして形成された、Nチヤ
ネルMOSFETの多結晶シリコン膜は、ゲート電
極によつて自己整合的にソース領域上の部分とド
レイン領域上の部分とに分離されており、またソ
ース領域及びドレイン領域に自己整合的に接続さ
れている。
(Function) The polycrystalline silicon film of the N-channel MOSFET formed as described above is separated into a portion above the source region and a portion above the drain region in a self-aligned manner by the gate electrode. , and are connected to the source and drain regions in a self-aligned manner.

このため、前記多結晶シリコン膜に不純物をド
ーピングして低抵抗化することにより、これをソ
ースおよびドレインの電極配線として利用でき
る。従つて、電極配線の形成に附随して従来必要
であつたソース/ドレイン領域の面積拡大が必要
でなくなり、従来の不都合が除去できる。
Therefore, by doping the polycrystalline silicon film with impurities to lower its resistance, it can be used as source and drain electrode wiring. Therefore, it is no longer necessary to enlarge the area of the source/drain region, which was conventionally necessary in conjunction with the formation of electrode wiring, and the conventional disadvantages can be eliminated.

本発明は、PチヤネルMOSFETにも同様に適
用できるのはもちろん、バイポーラトランジスタ
のベース領域の電極配線にも同様に適用すること
ができる。
The present invention is not only applicable to P-channel MOSFETs, but also to electrode wiring in the base region of bipolar transistors.

(実施例) 以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。第2図は本発明の一実施例におけるNチヤネ
ルMOSFETの製造方法を製造工程順に示す断面
図である。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described using the drawings. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing an N-channel MOSFET according to an embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps.

第2図a まず、P型半導体基板30上に、選択酸化によ
つてフイールド酸化膜31を形成し、フイールド
酸化膜31で囲まれた領域内に薄いゲート酸化膜
32を形成する。
FIG. 2a First, a field oxide film 31 is formed on a P-type semiconductor substrate 30 by selective oxidation, and a thin gate oxide film 32 is formed in a region surrounded by the field oxide film 31.

次いで、全面に第1の多結晶シリコン膜を2000
Åの膜厚で被着し、その上にMoSi2膜を3000Åの
厚みで被着する。さらに、Asを2.5×1016cm-2
オン注入した後、写真蝕刻法により所望形状に加
工し、ゲート電極33を形成する。
Next, a first polycrystalline silicon film is applied to the entire surface for 2000 m
A film of 3000 Å thick is deposited on top of the MoSi 2 film with a thickness of 3000 Å. Furthermore, after ion-implanting 2.5×10 16 cm −2 of As, it is processed into a desired shape by photolithography to form the gate electrode 33.

該ゲート電極33をマスクとして低濃度n型の
ソース/ドレイン領域34をイオン注入により形
成する。
Using the gate electrode 33 as a mask, lightly doped n-type source/drain regions 34 are formed by ion implantation.

第2図b 全面にCVD法による酸化珪化膜を被着した後、
異方性のドライエツチング技術で該酸化珪化膜を
エツチングすることにより、ゲート電極33の側
壁に酸化珪素から成るサイドウオール35を設け
ると同時に、ソース領域、ドレイン領域34及び
ゲート電極33の各上面に露出させる。
Figure 2b After depositing a silicide oxide film on the entire surface by CVD method,
By etching the silicon oxide film using an anisotropic dry etching technique, side walls 35 made of silicon oxide are provided on the side walls of the gate electrode 33, and at the same time, side walls 35 made of silicon oxide are formed on the upper surfaces of the source region, drain region 34, and gate electrode 33. expose.

第2図c 第2の多結晶シリコン膜36を、3000Åの厚み
で全面に被着した後に、乾燥酸素雰囲気中で800
℃、10分の熱処理をすることにより、前記第2の
多結晶シリコン膜36の表面に数10Åの薄い酸化
珪素膜を形成する。
FIG. 2c After a second polycrystalline silicon film 36 is deposited on the entire surface with a thickness of 3000 Å,
By performing a heat treatment at .degree. C. for 10 minutes, a thin silicon oxide film of several tens of angstroms is formed on the surface of the second polycrystalline silicon film 36.

次いで、窒素雰囲気中で900℃、30分の熱処理
を施こし、前記ゲート電極33中にドーピングさ
れていたAsを、ゲート電極33の上面と接する
領域の多結晶シリコン中に拡散させ、Asがドー
ピングされた多結晶シリコン膜36Aを、ゲート
電極33の真上に形成する。
Next, heat treatment is performed at 900° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere to diffuse the As doped in the gate electrode 33 into the polycrystalline silicon in the region in contact with the upper surface of the gate electrode 33, so that As is doped. A polycrystalline silicon film 36A is formed directly above the gate electrode 33.

第2図d H2/O2=1.6/1の混合ガスを燃焼させた水蒸
気中で70℃、60分の熱処理を施こすと、Asがド
ープされた多結晶シリコン膜36A上には約2000
Åの酸化珪素膜37が成長し、一方、ドープされ
ていない多結晶シリコン膜36上には約250Åの
酸化珪素膜38が成長する。
Figure 2 d When heat treatment is performed at 70°C for 60 minutes in water vapor obtained by burning a mixed gas of H 2 /O 2 =1.6/1, about 2000
A silicon oxide film 37 with a thickness of about 250 Å is grown on the undoped polycrystalline silicon film 36, while a silicon oxide film 38 with a thickness of about 250 Å is grown on the undoped polycrystalline silicon film 36.

第2図e HF系水溶液で前記酸化珪素膜38を除去した
後、全面にMoを500Åの厚みで被着する。
FIG. 2e After removing the silicon oxide film 38 with an HF-based aqueous solution, Mo is deposited to a thickness of 500 Å on the entire surface.

次いで、窒素雰囲気中で600℃、30分の熱処理
を施こし、Moと多結晶シリコン膜36の上層部
を反応させた後、酸化珪素膜37上の未反応Mo
を王水で除去することにより、酸化珪素膜37上
を除く表面部分に、自己整合的にMoSi239を形
成する。
Next, a heat treatment is performed at 600° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere to cause the upper layer of the polycrystalline silicon film 36 to react with Mo, and then the unreacted Mo on the silicon oxide film 37 is removed.
By removing it with aqua regia, MoSi 2 39 is formed in a self-aligned manner on the surface portion except on the silicon oxide film 37.

さらに、乾燥酸素雰囲気中で800℃、10分間の
熱処理を施こし、前記MoSi239上に薄い酸化珪
素膜を形成し、全面にAsイオン40を1×1016
cm-2注入し、窒素雰囲気中で950℃、10分の熱処
理を施こすことで、P型半導体基板30内に高濃
度n型ソース/ドレイン領域41を形成する。
Furthermore, heat treatment was performed at 800°C for 10 minutes in a dry oxygen atmosphere to form a thin silicon oxide film on the MoSi 2 39, and As ions 40 were added to the entire surface at 1×10 16
By implanting cm −2 and performing heat treatment at 950° C. for 10 minutes in a nitrogen atmosphere, a highly concentrated n-type source/drain region 41 is formed in the P-type semiconductor substrate 30.

第2図f 通常の写真蝕刻法を用いて、前記多結晶シリコ
ン膜36及びMoSi2膜39を、少なくともその一
部がフイールド酸化膜31上にまで延在するよう
に選択蝕刻する。
FIG. 2f The polycrystalline silicon film 36 and the MoSi 2 film 39 are selectively etched using a conventional photolithography method so that at least a portion thereof extends onto the field oxide film 31. Then, as shown in FIG.

次いで、写真蝕刻法により前記酸化珪素膜37
をエツチング除去した後、70℃程度に熱した
KOH水溶液/イソプロピルアルコール混合液の
エツチヤントを用いて、ゲート電極33上の多結
晶シリコン膜36Aを除去し、ソース/ドレイン
電極42を形成する。
Next, the silicon oxide film 37 is removed by photolithography.
After removing it by etching, it was heated to about 70℃.
The polycrystalline silicon film 36A on the gate electrode 33 is removed using an etchant of a KOH aqueous solution/isopropyl alcohol mixture to form a source/drain electrode 42.

このとき、ゲート電極33及び多結晶シリコン
膜36上のMoSi2膜39は、前記エツチヤントに
よつては全く溶解されない。
At this time, the MoSi 2 film 39 on the gate electrode 33 and the polycrystalline silicon film 36 is not dissolved at all by the etchant.

第2図g パツシベーシヨン膜としてPSG膜43を全面
に被着した後、通常の写真蝕刻法を用いて、前記
ソース/ドレイン電極42上にコンタクトホール
44を形成する。次に、Al−2%Siを全面に被
着した、前述と同様に選択蝕刻して電極配線層4
5を形成することで、nチヤネルMOSFETの製
造工程が終了する。
FIG. 2g After a PSG film 43 is deposited on the entire surface as a passivation film, a contact hole 44 is formed on the source/drain electrode 42 using a conventional photolithography method. Next, Al-2%Si was deposited on the entire surface, and the electrode wiring layer 4 was selectively etched in the same manner as described above.
5, the manufacturing process of the n-channel MOSFET is completed.

なお、第1図は第2図gの平面パターンを示す
図である。
Note that FIG. 1 is a diagram showing the plane pattern of FIG. 2g.

以上に説明した製造方法を用いることにより、
ソース領域及びドレイン領域41は、自己整合的
に形成されたソース/ドレイン電極42により、
フイールド酸化膜31の上にまで延長されてお
り、少なくともフイールド酸化膜31上において
(ソース/ドレイン領域41上のみではなく)コ
ンタクトホール44が形成できるので、従来のよ
うなコンタクトホールの形成のためのみに必要と
されていた、広面積のソース及びドレイン領域は
必要でなくなる。
By using the manufacturing method explained above,
The source region and drain region 41 are formed by a source/drain electrode 42 formed in a self-aligned manner.
The contact hole 44 extends above the field oxide film 31, and the contact hole 44 can be formed at least on the field oxide film 31 (instead of only on the source/drain region 41). The large area source and drain regions required in the prior art are no longer required.

従つて、MOSFETの微細化が容易に達成でき
る。しかも、ソース/ドレイン領域の面積の減少
に伴なつて、その寄生容量も大幅に小さくできる
ので、素子の高速化が達成できる。
Therefore, miniaturization of MOSFETs can be easily achieved. Moreover, as the area of the source/drain regions is reduced, the parasitic capacitance thereof can also be significantly reduced, so that higher speed devices can be achieved.

また、電極配線層45とソース/ドレイン領域
34,41との接続が、多結晶シリコン膜(ソー
ス/ドレイン電極)36を介して成されるので、
電極配線層に含まれるAl原子の侵入などによる
接合特性の劣化が防止できる。
Further, since the connection between the electrode wiring layer 45 and the source/drain regions 34 and 41 is made via the polycrystalline silicon film (source/drain electrode) 36,
Deterioration of bonding characteristics due to penetration of Al atoms contained in the electrode wiring layer can be prevented.

更に、高濃度のn型ソース/ドレイン領域41
の形成は、多結晶シリコン36中からのAsの拡
散により成されるため、その拡散深さを十分に浅
くすることが可能であり、このため短チヤネル効
果(ドレイン領域の空乏層がソース領域と連なつ
て空間電荷制限の大電流が流れる、すなわちパン
チスルーを起こすこと)の影響を受けにくい
MOSFETを実現することができる。
Furthermore, a highly doped n-type source/drain region 41
is formed by the diffusion of As from the polycrystalline silicon 36, so it is possible to make the diffusion depth sufficiently shallow, which results in the short channel effect (the depletion layer in the drain region becomes the source region). It is less susceptible to the effects of large currents that limit the space charge (in other words, punch-through).
MOSFET can be realized.

なお本実施例では、ゲート電極33中にドーピ
ングする不純物にAsを用いた場合を説明したが、
P、Sb等の不純物を用いても、本発明の目的と
する効果を奏することができた。
In this embodiment, the case where As is used as the impurity doped into the gate electrode 33 has been described.
Even when impurities such as P and Sb were used, the desired effects of the present invention could be achieved.

また、ゲート電極33及びソース/ドレイン電
極上にMoSi2を用いたが、他のシリサイドを用い
てもよい。さらに、ゲート電極上の多結晶シリコ
ン膜36のエツチングに、KOH水溶液系のエツ
チヤントを用いるものとしたが、例えばヒドラジ
ン水溶液、水酸化アンモニウムなどのアルカリ溶
液を用いても、あるいは塩素系ガスによる光励起
エツチング法等他のエツチング法を用いても、本
発明の効果を達成できる。
Further, although MoSi 2 is used on the gate electrode 33 and the source/drain electrodes, other silicides may be used. Furthermore, although the polycrystalline silicon film 36 on the gate electrode is etched using a KOH aqueous solution etchant, it is also possible to use an alkaline solution such as a hydrazine aqueous solution or ammonium hydroxide, or photoexcitation etching using a chlorine gas. The effects of the present invention can also be achieved using other etching methods such as etching.

本発明の前記第1実施例は、Pチヤネル
MOSFET及びバイポーラトランジスタに適用し
ても、全く同様の効果を奏することができること
が確認できた。
The first embodiment of the present invention has a P channel.
It was confirmed that the same effect can be achieved even when applied to MOSFETs and bipolar transistors.

次に、本発明の第2の実施例について説明す
る。第3図は、本発明をバイポーラトランジスタ
のエミツタ及びベース領域の製造に適用した場合
の、製造工程を順に示す断面図である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a cross-sectional view sequentially showing the manufacturing steps when the present invention is applied to manufacturing the emitter and base regions of a bipolar transistor.

第3図a まず、P型半導体基板50上に高濃度n型導電
性層(n+層)51を形成し、エピタキシヤル成
長法により低濃度導電性の単結晶層(n-層)5
2を形成し、次いで選択酸化によりフイールド酸
化膜53を形成する。
FIG. 3a First, a high concentration n-type conductive layer (n + layer) 51 is formed on a P-type semiconductor substrate 50, and a low concentration conductive single crystal layer (n - layer) 5 is formed by epitaxial growth.
2 is formed, and then a field oxide film 53 is formed by selective oxidation.

次に、フイールド酸化膜53で囲まれた領域内
に薄い酸化珪素膜54を形成した後、Bをイオン
注入することで、ベース層となるP型導電性領域
55を形成する。
Next, a thin silicon oxide film 54 is formed in the region surrounded by the field oxide film 53, and then B is ion-implanted to form a P-type conductive region 55 that will become a base layer.

第3図b 薄い酸化珪素膜54の所望領域を選択蝕刻し、
開口部を形成する。次いで、全面に第1の多結晶
シリコン膜を2000Å被着し、更にその上にMoSi2
膜を1000Å積層被着する。その後、乾燥した酸素
雰囲気中で800℃、10分の熱処理を施こし、前記
MoSi2の表面に薄い酸化珪素膜を形成する。
FIG. 3b: selectively etching a desired region of the thin silicon oxide film 54;
Form an opening. Next, a first polycrystalline silicon film with a thickness of 2000 Å was deposited on the entire surface, and MoSi 2
Deposit a 1000 Å film. After that, heat treatment was performed at 800℃ for 10 minutes in a dry oxygen atmosphere, and the
A thin silicon oxide film is formed on the surface of MoSi 2 .

次いで、全面にAsイオンを1.5×1016cm-2注入
し、窒素雰囲気中で熱処理することにより、P型
導電性領域55内に高濃度n型導電性のエミツタ
層57を形成する。
Next, by implanting As ions at 1.5×10 16 cm −2 into the entire surface and heat-treating in a nitrogen atmosphere, a highly concentrated n-type conductive emitter layer 57 is formed in the P-type conductive region 55 .

しかる後に前記酸化珪素膜54を蝕刻して設け
た開口部を覆うように残して、前記多結晶シリコ
ン膜およびその上のMoSi2膜を選択蝕刻すること
で、エミツタ電極56を形成する。
Thereafter, the polycrystalline silicon film and the MoSi 2 film thereon are selectively etched to form an emitter electrode 56, leaving the silicon oxide film 54 so as to cover the etched opening.

第3図c 全面にCVD法による酸化珪素膜を被着した後
に、異方性のドライエツチング技術で該酸化珪素
膜をエツチングすることにより、エミツタ電極の
側壁に厚みの制御されたサイドウオール58を設
けると同時に、ベース領域55とエミツタ電極5
6の上面を露出させる。
Figure 3c: After depositing a silicon oxide film on the entire surface using the CVD method, the silicon oxide film is etched using an anisotropic dry etching technique to form a sidewall 58 with a controlled thickness on the side wall of the emitter electrode. At the same time as providing the base region 55 and the emitter electrode 5
Expose the top surface of 6.

第3図d 全面に第2の多結晶シリコン膜59を2000Åの
厚みで被着した後に、乾燥した酸素雰囲気中で
800℃、10分の熱処理を施こして、前記多結晶シ
リコン膜59の表面に数十Åの薄い酸化膜を形成
する。
Figure 3d: After depositing a second polycrystalline silicon film 59 on the entire surface with a thickness of 2000 Å, it is placed in a dry oxygen atmosphere.
Heat treatment is performed at 800° C. for 10 minutes to form a thin oxide film of several tens of angstroms on the surface of the polycrystalline silicon film 59.

次いで、窒素雰囲気中で900℃、30分の熱処理
を施こし、前記エミツタ電極56中にドーピング
されたAs原子を、エミツタ電極56の上面と接
する領域の、第2の多結晶シリコン膜59中に拡
散させ、Asガドーピングされた多結晶シリコン
膜59Aを形成する。
Next, heat treatment is performed at 900° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere to transfer the As atoms doped into the emitter electrode 56 into the second polycrystalline silicon film 59 in the region in contact with the upper surface of the emitter electrode 56. A polycrystalline silicon film 59A doped with As is formed by diffusion.

第3図e H2/O2=1.6/1の混合ガスを燃焼させた気流
中で800℃、60分の熱処理を施こすと、Asがドー
プされた第2多結晶シリコン膜59A上には、厚
さ2200Åの酸化珪素膜60が成長し、一方、ドー
プされない他の領域の第2多結晶シリコン膜59
A上には、厚さ約5000Åの酸化珪素膜61が成長
する。
FIG. 3e When heat treatment is performed at 800° C. for 60 minutes in an air stream made by burning a mixed gas of H 2 /O 2 =1.6/1, the second polycrystalline silicon film 59A doped with As is , a silicon oxide film 60 with a thickness of 2200 Å is grown, while a second polycrystalline silicon film 59 in other regions that are not doped is grown.
A silicon oxide film 61 with a thickness of about 5000 Å is grown on A.

次に、酸化珪素膜61を通して全面にBイオン
を3×1015cm-2注入し、950℃、10分の熱処理を
施こすことにより、前記第2多結晶シリコン膜5
9と接するベース領域に高濃度のP型導電性層6
2を形成する。このとき、前記のように厚い酸化
珪素膜60は、Bイオンのエミツタ電極56内へ
の注入を阻止するマスクとして機能する。
Next, B ions are implanted at 3×10 15 cm −2 into the entire surface through the silicon oxide film 61, and heat treatment is performed at 950° C. for 10 minutes to heat the second polycrystalline silicon film 5.
High concentration P-type conductive layer 6 in the base region in contact with 9
form 2. At this time, the thick silicon oxide film 60 as described above functions as a mask to prevent B ions from being implanted into the emitter electrode 56.

第3図f まずエツチングにより前記酸化珪素膜61を除
去する。このとき、厚い酸化珪素膜60は、その
一部が残される。その後に、プラズマ熱窒化法に
より、前記第2多結晶シリコン膜59上に、選択
的に窒化珪化膜63を形成する。
FIG. 3f First, the silicon oxide film 61 is removed by etching. At this time, a portion of the thick silicon oxide film 60 remains. Thereafter, a silicon nitride film 63 is selectively formed on the second polycrystalline silicon film 59 by plasma thermal nitridation.

第3図g 第2多結晶シリコン膜59A上の酸化珪素膜6
0をHF系溶液で除去した後、前記窒化珪素膜6
3をマスクとして、エミツタ電極56上の第2多
結晶シリコン膜59Aを、ヒドラジン水溶液を用
いて除去し、エミツタ電極56の上面を露出す
る。
FIG. 3g Silicon oxide film 6 on second polycrystalline silicon film 59A
After removing 0 with an HF solution, the silicon nitride film 6
3 as a mask, the second polycrystalline silicon film 59A on the emitter electrode 56 is removed using a hydrazine aqueous solution to expose the upper surface of the emitter electrode 56.

次いで、熱リン酸液を用いて前記窒化珪化膜6
3を除去した後、通常の写真蝕刻法を用いて、前
記第2多結晶シリコン膜59を、これが少なくと
もフイールド酸化膜53の内側端を覆うように残
して選択蝕刻することで、第2多結晶シリコン膜
59からなるベース電極64を形成する。
Next, the silicon nitride film 6 is removed using a hot phosphoric acid solution.
3 is removed, the second polycrystalline silicon film 59 is selectively etched using a normal photolithography method, leaving the second polycrystalline silicon film 59 to cover at least the inner edge of the field oxide film 53. A base electrode 64 made of silicon film 59 is formed.

第3図h つぎに、パツシベーシヨン膜としてのPSG膜
65を被着した後、前記PSG膜65を選択蝕刻
して、ベース電極64に対するコンタクトホール
66とエミツタ電極56に対するコンタクトホー
ル66Aをそれぞれ開口する。
FIG. 3h Next, after depositing a PSG film 65 as a passivation film, the PSG film 65 is selectively etched to open a contact hole 66 for the base electrode 64 and a contact hole 66A for the emitter electrode 56, respectively.

次に、全面にAl−2%Siを被着した後、前述
と同様に選択蝕刻して電極配線層67を形成する
ことで、バイポーラトランジスタの製造工程が完
了する。
Next, after depositing Al-2%Si on the entire surface, selective etching is performed in the same manner as described above to form an electrode wiring layer 67, thereby completing the manufacturing process of the bipolar transistor.

なお、第3図iは同図hの平面パターン図であ
る。
Note that FIG. 3i is a plan pattern diagram of FIG. 3h.

以上に説明した製造方法を用いれば、ベース層
55は、自己整合的にオーミツク接続されたベー
ス電極64を有し、前記ベース電極64はフイー
ルド酸化膜53の上にまで延在しているので、ベ
ース領域のコンタクトホール66は、このフイー
ルド酸化膜53上のベース電極64の上に設ける
ことができる。
If the manufacturing method described above is used, the base layer 55 has a base electrode 64 that is ohmic-connected in a self-aligned manner, and the base electrode 64 extends to the top of the field oxide film 53. A contact hole 66 in the base region can be provided above the base electrode 64 on this field oxide film 53.

従つて、従来法においてベース領域のコンタク
トホール形成のためのみに必要とされていた、拡
大されたベース領域を完全に除去することができ
る。
Therefore, it is possible to completely eliminate the enlarged base region, which was required only for forming contact holes in the base region in the conventional method.

この結果、ベース領域を必要最小限に縮小して
バイポーラトランジスタを微細化することが容易
に可能となるのみならず、さらにベース領域の寄
生容量が大幅に低減できるので、素子の高速化が
図れる。
As a result, it is not only possible to easily miniaturize the bipolar transistor by reducing the base region to the necessary minimum size, but also to significantly reduce the parasitic capacitance of the base region, thereby increasing the speed of the device.

また従来法では、外部ベースとなる高濃度P型
導電層の形成位置は、マスクそれ自体およびマス
ク合わせの誤差を考慮して、エミツタ電極からマ
スク合わせ精度以上の十分な距離(第4図のDb
に相当する)を隔てなければならなかつたが、本
発明では、エミツタ電極上の厚い酸化膜60によ
り、Bイオンがエミツタ電極中に注入されるのを
阻止するため、合わせ精度を考慮する必要がな
い。
In addition, in the conventional method, the formation position of the high concentration P-type conductive layer, which serves as an external base, is set at a sufficient distance from the emitter electrode that exceeds the mask alignment accuracy (Db in Figure 4), taking into account the mask itself and mask alignment errors.
However, in the present invention, since the thick oxide film 60 on the emitter electrode prevents B ions from being implanted into the emitter electrode, it is necessary to consider alignment accuracy. do not have.

すなわち、高濃度P型導電層62を、自己整合
的にエミツタ電極56に近づけることができるの
で、ベース直列抵抗が低減し、より一層の高速化
が図れる。
That is, since the heavily doped P-type conductive layer 62 can be brought close to the emitter electrode 56 in a self-aligned manner, the base series resistance is reduced and the speed can be further increased.

また、電極配線層65とベース層55,62と
の接続が、第2多結晶シリコン膜(ベース電極)
64を介して成されるので、電極配線層67を構
成するAl原子の浸入などによる接合特性の劣化
が防止できる。従つて、素子の信頼性を大幅に向
上できる。
Further, the connection between the electrode wiring layer 65 and the base layers 55 and 62 is formed using a second polycrystalline silicon film (base electrode).
64, it is possible to prevent deterioration of bonding characteristics due to penetration of Al atoms constituting the electrode wiring layer 67. Therefore, the reliability of the device can be greatly improved.

(発明の効果) 本発明によれば、MOSFETのソース/ドレイ
ン領域上、或いはバイポーラトランジスタのベー
ス領域上に、多結晶シリコン電極を自己整合的に
設けることができるので、前記ソース/ドレイン
領域及びベース領域の面積を十分に微細化でき
る。この結果、素子の高集積化が容易であり、寄
生容量、寄生抵抗が大幅に低減でき、素子の高速
化が達成できる。
(Effects of the Invention) According to the present invention, a polycrystalline silicon electrode can be provided in a self-aligned manner on the source/drain region of a MOSFET or on the base region of a bipolar transistor. The area of the region can be sufficiently miniaturized. As a result, the device can be easily integrated to a high degree, parasitic capacitance and parasitic resistance can be significantly reduced, and the speed of the device can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の製造方法により製造されるn
チヤネルMOSFETの平面パターン図、第2図は
本発明の実施例であるnチヤネルMOSFETを製
造方法を製造工程順に示す断面図、第3図は本発
明の他の実施例であるバイポーラトランジスタの
製造方法を製造工程順に示す断面図及び平面パタ
ーン図、第4図は従来法により製造した
MOSFETの断面図及びその平面パターン図、第
5図は従来法の欠点を説明するためのMOSFET
の断面図である。 31……フイールド酸化膜、33……ゲート電
極、42……MoSi2/多結晶シリコン膜(ソー
ス/ドレイン電極)、44……コンタクトホール、
45……電極配線層、53……フイールド酸化
膜、56……エミツタ電極、64……多結晶シリ
コン膜、66……コンタクトホール、67……電
極配線層。
FIG. 1 shows n manufactured by the manufacturing method of the present invention.
A planar pattern diagram of a channel MOSFET, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing an n-channel MOSFET, which is an embodiment of the present invention, in order of manufacturing steps, and FIG. 3 is a method for manufacturing a bipolar transistor, which is another embodiment of the present invention. Figure 4 is a cross-sectional view and a plane pattern diagram showing the manufacturing process in order.
A cross-sectional view of the MOSFET and its plane pattern diagram, Figure 5 is a MOSFET to explain the drawbacks of the conventional method.
FIG. 31...Field oxide film, 33...Gate electrode, 42... MoSi2 /polycrystalline silicon film (source/drain electrode), 44...Contact hole,
45... Electrode wiring layer, 53... Field oxide film, 56... Emitter electrode, 64... Polycrystalline silicon film, 66... Contact hole, 67... Electrode wiring layer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 互いに隣接し、同じ主面に露出する1導電型
および反対導電型の半導体領域を有する半導体基
板の前記1導電型半導体領域上にAs、P、Sbの
内の少なくとも一種の不純物が添加され、かつ所
望形状に加工された導電性膜よりなる第1電極を
形成する工程と、 反対導電型半導体領域の輪郭の少なくとも一部
を規定するフイールド絶縁層を、前記半導体基板
の主面から基板内に侵入するように形成する工程
と、 該第1電極の側壁を覆うように絶縁層を形成す
る工程と、 該第1電極、その側壁に設けられた絶縁層、反
対導電型半導体領域およびフイールド絶縁層を覆
うように多結晶シリコン膜を設ける工程と、 その後、熱処理して前記第1電極と接する領域
の多結晶シリコン膜中に、該不純物を拡散させる
工程と、 その後に酸化性雰囲気中で熱処理することによ
り、該不純物が拡散された領域の多結晶シリコン
膜上に厚い酸化珪素膜を形成すると共に、不純物
が拡散されていない領域の多結晶シリコン膜上に
薄い酸化珪素膜を形成する工程と、 該厚い酸化膜をマスクとして、該薄い酸化膜を
除去した後、露出した多結晶シリコン上に高融点
金属の珪化膜および窒化珪素膜の少くとも一方を
形成する工程と、 該厚い酸化膜を除去した後、該高融点金属珪化
膜および窒化珪素膜の少くとも一方をマスクとし
て、該不純物が拡散された領域の多結晶シリコン
をエツチングして除去し、前記反対導電型半導体
領域にオーミツク接続された第2電極を形成する
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 第1電極が1導電型半導体領域にオーミツク
接続されたことを特徴とする前記特許請求の範囲
第1項記載の半導体装置の製造方法。 3 第1電極は1導電型半導体領域から絶縁して
形成されていることを特徴とする前記特許請求の
範囲第1項記載の半導体装置の製造方法。
[Scope of Claims] 1. At least one of As, P, and Sb is formed on the semiconductor region of one conductivity type of a semiconductor substrate having semiconductor regions of one conductivity type and opposite conductivity type adjacent to each other and exposed on the same main surface. a step of forming a first electrode made of a conductive film doped with impurities of a step of forming an insulating layer so as to penetrate into the substrate from the main surface; a step of forming an insulating layer to cover a side wall of the first electrode; and the first electrode, the insulating layer provided on the side wall, and the opposite conductivity type. a step of providing a polycrystalline silicon film so as to cover the semiconductor region and the field insulating layer; a step of then performing heat treatment to diffuse the impurity into the polycrystalline silicon film in a region in contact with the first electrode; and then oxidizing. By heat treatment in a neutral atmosphere, a thick silicon oxide film is formed on the polycrystalline silicon film in the region where the impurity is diffused, and a thin silicon oxide film is formed on the polycrystalline silicon film in the region where the impurity is not diffused. After removing the thin oxide film using the thick oxide film as a mask, forming at least one of a refractory metal silicide film and a silicon nitride film on the exposed polycrystalline silicon; After removing the thick oxide film, using at least one of the high melting point metal silicide film and the silicon nitride film as a mask, the polycrystalline silicon in the region where the impurities have been diffused is etched and removed, and the semiconductor of the opposite conductivity type is removed. 1. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a second electrode ohmicly connected to the region. 2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the first electrode is ohmicly connected to the semiconductor region of one conductivity type. 3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the first electrode is formed insulated from the 1-conductivity type semiconductor region.
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