JPH061785B2 - バイポーラ型半導体集積回路装置の製造方法 - Google Patents

バイポーラ型半導体集積回路装置の製造方法

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JPH061785B2
JPH061785B2 JP62244741A JP24474187A JPH061785B2 JP H061785 B2 JPH061785 B2 JP H061785B2 JP 62244741 A JP62244741 A JP 62244741A JP 24474187 A JP24474187 A JP 24474187A JP H061785 B2 JPH061785 B2 JP H061785B2
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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関するものであり、特
に、バイポーラ型半導体集積回路装置(以下「BIP・
IC」という)に於けるNPNトランジスタのコレクタ
電極引き出し部の形成方法に関するものである。
<従来の技術> 従来、BIP・ICに於けるNPNトランジスタのコレ
クタ直列抵抗を下げるため、コレクタ電極を形成するn
型エピタキシャル層表面からn+型エミッタ層よりも拡
散の深いn+型コレクタ層を、ベース・エミッタ形成工
程よりも前に形成するが、このn+コレクタ層の表面不
純物濃度の影響で、熱酸化を行うと、このn+型コレク
タ層上が他の領域に比べ酸化膜が厚くなる。
第5図(a)に、n+型コレクタ層6を形成後、シリコン窒
化膜の応力緩和のため、薄い酸化膜5を熱酸化で形成し
た特の工程断面を示す。この時、表面不純物濃度の差
で、n型エピタキシャル層3の表面上の酸化膜5の膜厚
より、n+型コレクタ層6上酸化膜5Aの膜厚が厚くな
る。なお、同図に於いて、1はp-型半導体基板、2は
+型コレクタ埋込層、4はp+型アイソレーション層で
ある。
次に、シリコン窒化膜を全面形成し、n+型エミッタ層
が形成されるべき領域に、シリコン窒化膜9を、レジス
トを用いた選択エッチングで残し、さらに、p+型外部
ベース層形成領域の酸化膜をレジストを用いて選択エッ
チングを行い、2回のイオン注入でp+型外部ベース層
7とp-型活性ベース層8を形成する。
第5図(b)に、ベース層形成のための酸化雰囲気でのア
ニール後の断面を示す。このp+型外部ベース層上酸化
膜50Bは、次工程n+エミッタ層形成時のマスキング
上不可欠であり、このp+型外部ベース層上酸化膜50
B形成で、n+型コレクタ層上酸化膜5Aはさらに膜厚
が厚くなる(50A)。なお、50はn型エピタキシャ
ル層上酸化膜である。
次に、シリコン窒化膜エッチング、酸化膜エッチング
を、フォトレジストなしで行い、シリコン窒化膜9の領
域のみ下地シリコンが露出する様にし、イオン注入でn
+型エミッタ層10を形成する。
第5図(c)に、エミッタ層イオン注入後、全面CVD酸
化膜11形成、N2アニール後の断面を示す。前記n+
エミッタ層10の形成のためのシリコン窒化膜エッチン
グ、酸化膜エッチングで、ウェハ全面酸化膜は膜べりし
ているが、p+型外部ベース層上酸化膜500Bと、n+
型コレクタ層上酸化膜500Aとの膜厚差は、第5図
(b)の50Bと50Aとの差に比べ変化はない。なお、
500はn型エピタキシャル層上酸化膜である。
<発明が解決しようとする問題点> 第5図(d)に、電極引き出し部形成のための、レジスト
14のパターンニング、酸化膜エッチング後の断面を示
す。酸化膜エッチングに於いて、n+型コレクタ層上酸
化膜500Aがp+型外部ベース層上酸化膜500Bに
比べて厚いため、コレクタ電極引き出し部15Aのシリ
コンが露出するまでエッチングを行うと、エミッタ電極
引き出し部15がオーバーエッチングとなる。なお、15
Bはベース電極引き出し部である。
この酸化膜エッチングを、例えば等方性で行うと、エミ
ッタ電極引き出し部15はオーバーエッチングによるサ
イドエッチで面積が大きくなり、このため、n+型エミ
ッタ層10の面積を大きくする必要があり、BIP・I
Cの高集積化の妨げとなる。また、コレクタ電極引き出
し部15Aとエミッタ電極引き出し部15を別々にレジ
ストパターンニング、酸化膜エッチングを行えば、上記
エミッタ電極引き出し部の面積増加量を小さくできる
が、コスト増加になる。
本発明は、n+型コレクタ層上酸化膜の膜厚増加を抑
え、上記電極引き出し部形成時のエミッタ電極引き出し
部15のオーバーエッチングによる面積増加量を小さく
するための製造方法を提供するものである。
<問題点を解決するための手段> n+型エミッタ層10が形成されるべき領域に残すシリ
コン窒化膜9を、n+型コレクタ層6に重なる様に残
し、そのシリコン窒化膜9の領域内でコレクタ電極引き
出し部15Aを形成する。
<作用> シリコン窒化膜9をn+型コレクタ層6に重なる様に残
すことにより、酸化雰囲気で形成するベース層形成時の
酸化膜厚増加を無くし、電極引き出し部形成時のn+
コレクタ層上酸化膜厚を従来技術よりも薄くでき、エミ
ッタ電極引き出し部15のオーバーエッチングによる面
積増加量を小さくすることができる。
<実施例> 以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。
第1図(a)に、n+型コレクタ層6の形成後、シリコン窒
化膜の応力緩和のための薄い酸化膜5を熱酸化で形成し
た時の工程断面を示す。n+型コレクタ層6のシート抵
抗が20Ω/□で、900℃、水蒸気酸化でn型エピタ
キシャル層上酸化膜5を850Å形成した場合、n+
コレクタ層上酸化膜5Aの膜厚は約2000Åとなる。
第1図(b)に、n+型エミッタ層10を形成すべき領域に
残すシリコン窒化膜9をn+型コレクタ層6に重なる様
に残した工程断面を示す。第2図(a)、第3図(a)、第4
図(a)に3種類のn+型コレクタ層6に重ねて残したシリ
コン窒化膜9の平面図を示し、その各断面を、第2図
(b)、第3図(b)、第4図(b)に示す。
+型コレクタ層6に重なる様に残すシリコン窒化膜9
のパターンは、そのパターン内に後工程で形成するコレ
クタ電極引き出し部15Aの面積で決まるが、n+型コ
レクタ層6は回路設計上の要求から大面積のものもあれ
ば、NPNトランジスタのセルサイズを大きくしない様
に小面積のものもある。このため、本発明に於けるシリ
コン窒化膜9をn+型コレクタ層6に重ねる時、シリコ
ン窒化膜9の一部がn+型コレクタ層6の一部と重なる
場合(第2図(a),(b))と、シリコン窒化膜9がn+
コレクタ層6を覆う場合(第3図(a),(b))と、シリコ
ン窒化膜9がn+型コレクタ層6内に形成される場合
(第4図(a),(b))とがある。
第1図(c)に、2回のイオン注入と酸化雰囲気のアニー
ルでp+型外部ベース層7及びp-型活性ベース層8を形
成した時の工程断面を示す。この酸化雰囲気によるベー
ス層形成時、前記n+型コレクタ層6でシリコン窒化膜
9に覆われている部分の酸化膜5Aの膜厚増加はない。
同じく、第2図(c)、第3図(c)、第4図(c)にベース層
形成後の、第2図(a)、第3図(a)、第4図(a)の各場合
に対する断面を示す。
実施例の一つとして、このベース層形成に於いて、p+
型外部ベース層上酸化膜50Bを3300Å形成した場合、
第4図(c)に示すシリコン窒化膜9で覆われていないn+
型コレクタ層上酸化膜50Aは約6300Åとなる。従来の
技術では、この6300Åと3300Åとの差3000Åが電極引き
出し部形成のための酸化膜エッチングで余分なオーバー
エッチング量となっていた。
第1図(d)に、ベース層形成後、シリコン窒化膜エッチ
ング、酸化膜エッチングでn+型エミッタ層10の形成
のための穴あけ工程後の断面を示す。同じく、第2図
(d)、第3図(d)、第4図(d)にn+型エミッタ層10の形
成のための穴あけ工程後の、第2図(a)、第3図(a)第4
図(a)の各場合に対する断面を示す。このシリコン窒化
膜エッチングと酸化膜エッチングでp+型外部ベース層
上酸化膜50Bは膜べりして、酸化膜500Bとなる。
実施例の一つとして、シリコン窒化膜応力緩和のための
薄い酸化膜5を850Å、シリコン窒化膜9を950
Å、シリコン窒化膜エッチングの酸化膜に対するエッチ
ング選択比を5とし、酸化膜エッチングにおけるオーバ
ーエッチング量を含めて考えると、3300Åあったp+
外部ベース層上酸化膜50Bは約2000Åとなる(500
B)。この2000Åの酸化膜厚で次工程n+型エミッタ層
10の形成のためのイオン注入をマスキングする。
一方、シリコン窒化膜9で覆われたn+型コレクタ層上
酸化膜5Aも膜べりして、酸化膜501Aとなる。シリ
コン窒化膜応力緩和のための薄い酸化膜5を850Å形
成した時、n+型コレクタ層上酸化膜5Aは約2000Åと
なり、シリコン窒化膜エッチングと850Åの酸化膜エ
ッチングで約900Åとなる(501A)。
この一例でもわかる様に、本発明によって、n+型コレ
クタ層上酸化膜501Aはp+型外部ベース層上酸化膜
500Bに比べ膜厚を薄くできる。
第1図(e)に、n+型エミッタ層10の形成のためのイオ
ン注入、全面CVD酸化膜11の形成、N2アニール、
電極引き出し部形成のためのレジスト14のパターンニ
ング後の断面を示す。同じく、第2図(e)、第3図(e)、
第4図(e)に、電極引き出し部形成のためのレジスト1
4のパターンニング後の、第2図(a)、第3図(a)、第4
図(a)の各場合に対する断面を示す。
<発明の効果> 以上詳細に説明した様に、本発明を用いることにより、
ベース層形成のためのイオン注入の際のマスクにパター
ニングしたフォトレジストを用い、エミッタ電極引き出
し部及びコレクタ電極引き出し部を同時に形成する、バ
イポーラ型半導体集積回路装置の製造方法において、特
別の工程を付加することなく、以下の効果を奏するもの
である。
即ち、n+型コレクタ層上でコレクタ電極引き出し部を
形成するべき領域にシリコン窒化膜を残すことにより、
該シリコン窒化膜で覆われたn+型コレクタ層上酸化膜
の膜厚増加を無くすことができる。これにより、n+
コレクタ層上酸化膜の膜厚が従来技術に比べ非常に薄く
できるので、エミッタ電極引き出し部、ベース電極引き
出し部、コレクタ電極引き出し部を同時に、酸化膜エッ
チングで形成する場合、一番膜厚の薄いエミッタ層上C
VD酸化膜のオーバーエッチング量を少なくすることが
できる。つまり、エミッタ電極引き出し部の面積増加量
を少なくできるため、n+型エミッタ層の面積を小さく
できる。これは、BIP・ICの高集積化の要求に対し
て有効な手段となる。
また、実施例で記述した様に、シリコン窒化膜応力緩和
のための薄い酸化膜5の膜厚、シリコン窒化膜9の膜
厚、ベース層形成時のp+型外部ベース層上酸化膜50
Bの膜厚、n+型エミッタ層10の形成のためのシリコ
ン窒化膜エッチングにおける酸化膜に対するエッチング
選択比、以上を最適条件で組み合わせると、コレクタ電
極引き出し部15Aを形成するためエッチングされる酸
化膜厚は、ベース電極引き出し部15Bを形成するため
エッチングされる酸化膜厚よりも薄くできるので、エミ
ッタ電極引き出し部15とベース電極引き出し部15B
を同時に形成する製造方法に於いては、コレクタ電極引
き出し部15Aのエッチングされる酸化膜厚の問題は本
発明によって完全に解決される。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)乃至(e)は本発明の一実施例であるBIP・IC
の製造方法の主要工程段階に於ける状態を示す断面図で
ある。第2図(a)は本発明の一実施例であるn+型コレク
タ層6の一部とシリコン窒化膜9の一部が重なった場合
の平面図であり、第2図(b)乃至(e)はその場合の主要工
程段階に於ける状態を示す断面図である。第3図(a)は
本発明の一実施例であるシリコン窒化膜9がn+型コレ
クタ層6を覆う場合の平面図であり、第3図(b)乃至(e)
はその場合の主要工程段階に於ける状態を示す断面図で
ある。第4図(a)は本発明の一実施例であるシリコン窒
化膜9がn+型コレクタ層6内に形成される場合の平面
図であり、第4図(b)乃至(e)はその場合の主要工程段階
に於ける状態を示す断面図である。第5図(a)乃至(d)は
従来の製造方法の主要工程段階に於ける状態を示す断面
図である。 符号の説明 1:p-型半導体基板、2:n+型コレクタ埋込層、3:
n型エピタキシャル層、4:p+型アイソレーション
層、5:n型エピタキシャル層上酸化膜(シリコン窒化
膜形成前)、5A:n+型コレクタ層上酸化膜(シリコ
ン窒化膜形成前)、6:n+型コレクタ層、7:p+型外
部ベース層、8:p-型活性ベース層、9:シリコン窒
化膜、50:n型エピタキシャル層上酸化膜(ベース層
形成後)、50A:n+型コレクタ層上酸化膜(ベース
層形成後)、50B:p+型外部ベース層上酸化膜(ベ
ース層形成後)、10:n+型エミッタ層、11:CV
D酸化膜、500:n型エピタキシャル層上酸化膜(エ
ミッタ層形成後)、500A:n+型コレクタ層上酸化
膜(エミッタ層形成後−従来技術)、500B:p+
外部ベース層上酸化膜(エミッタ層形成後)、14:レ
ジスト、15:エミッタ電極引き出し部、15A:コレ
クタ電極引き出し部、15B:ベース電極引き出し部、
501A:n+型コレクタ層上酸化膜(エミッタ層形成
後−本発明技術)。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】コレクタ層が形成され、且つ、その表面に
    酸化膜が形成された半導体基板の、エミッタ層となる領
    域上に、耐酸化性膜を形成する工程と、 レジストのパターニングを行い、所定のマスクを形成し
    た後、上記耐酸化性膜が形成された領域と該領域の外方
    の領域とに、上記マスクを用いて不純物イオン注入を行
    い、酸化雰囲気中における熱処理により、上記耐酸化性
    膜が形成された領域に活性ベース層を形成し、上記外方
    の領域に外部ベース領域を形成すると共に、上記耐酸化
    性膜下以外の領域の酸化膜厚を増加させる工程と、 少なくとも、上記耐酸化性膜を除去し、上記耐酸化性膜
    の除去領域に上記エミッタ層を形成する工程と、 エミッタ電極引き出し部とコレクタ電極引き出し部とを
    同時に形成する工程とを有するバイポーラ型半導体集積
    回路装置の製造方法において、 上記エミッタ層となる領域上に耐酸化性膜を形成すると
    同時に、上記コレクタ層上にも上記耐酸化性膜を形成す
    る工程と、 上記エミッタ層となる領域上の耐酸化性膜を除去すると
    同時に、上記コレクタ層上の耐酸化性膜をも除去する工
    程とを有することを特徴とする、バイポーラ型半導体集
    積回路装置の製造方法。
JP62244741A 1987-09-29 1987-09-29 バイポーラ型半導体集積回路装置の製造方法 Expired - Lifetime JPH061785B2 (ja)

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