JPH0693459B2 - 高速バイポーラトランジスタ及びその製造方法 - Google Patents
高速バイポーラトランジスタ及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH0693459B2 JPH0693459B2 JP1171029A JP17102989A JPH0693459B2 JP H0693459 B2 JPH0693459 B2 JP H0693459B2 JP 1171029 A JP1171029 A JP 1171029A JP 17102989 A JP17102989 A JP 17102989A JP H0693459 B2 JPH0693459 B2 JP H0693459B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- emitter
- oxide film
- base
- polysilicon
- region
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 41
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 37
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims description 35
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 14
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 6
- 235000004522 Pentaglottis sempervirens Nutrition 0.000 claims description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 3
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims description 2
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 claims description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 claims 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 arsenic ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/70—Bipolar devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76897—Formation of self-aligned vias or contact plugs, i.e. involving a lithographically uncritical step
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
- H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
- H01L21/285—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
- H01L21/28506—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers
- H01L21/28512—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table
- H01L21/28525—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table the conductive layers comprising semiconducting material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/76—Making of isolation regions between components
- H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
- H01L21/76202—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using a local oxidation of silicon, e.g. LOCOS, SWAMI, SILO
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
- H01L29/08—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
- H01L29/0804—Emitter regions of bipolar transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
- H01L29/10—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode not carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
- H01L29/1004—Base region of bipolar transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/70—Bipolar devices
- H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
- H01L29/73—Bipolar junction transistors
- H01L29/732—Vertical transistors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S438/00—Semiconductor device manufacturing: process
- Y10S438/911—Differential oxidation and etching
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Bipolar Transistors (AREA)
- Local Oxidation Of Silicon (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は半導体素子における超高周波領域においても動
作する高速バイポーラトランジスタ及びその製造方法に
係るもので、より詳しくはバイポーラトランジスタのベ
ースとエミッタとの間の最小の離隔距離がLOCOS(Local
Oxidation of Silicon)工程の鳥喙(Bird′ beak)現
象を利用して構成される高速バイポーラトランジスタ及
びその製造方法に係るものである。
作する高速バイポーラトランジスタ及びその製造方法に
係るもので、より詳しくはバイポーラトランジスタのベ
ースとエミッタとの間の最小の離隔距離がLOCOS(Local
Oxidation of Silicon)工程の鳥喙(Bird′ beak)現
象を利用して構成される高速バイポーラトランジスタ及
びその製造方法に係るものである。
一般に、集積回路に良好な電気的な特性を付与するため
には、半導体集積回路を構成している一つ一つの素子の
動作速度の特性と電力消費の特性がよくなければならな
い。
には、半導体集積回路を構成している一つ一つの素子の
動作速度の特性と電力消費の特性がよくなければならな
い。
その中でも特に、コンピュータや通信用の装備等のよう
な高速を要する電気・電子システムに多く使われている
バイポーラ回路等は、システム自体が徐々により複雑に
なることにより個別素子の速度特性ばかりでなく、素子
自体の大きさの面においても大幅な改善が要求されてい
る。
な高速を要する電気・電子システムに多く使われている
バイポーラ回路等は、システム自体が徐々により複雑に
なることにより個別素子の速度特性ばかりでなく、素子
自体の大きさの面においても大幅な改善が要求されてい
る。
バイポーラトランジスタが高集積密度(higher packing
density),低消費電力(lower power dissipatio
n),高速(high speed)動作等の特性を持つためには
各素子間のキャパシタンス成分と抵抗成分等が小さくな
らなければならない。
density),低消費電力(lower power dissipatio
n),高速(high speed)動作等の特性を持つためには
各素子間のキャパシタンス成分と抵抗成分等が小さくな
らなければならない。
このようにバイポーラトランジスタの動作特性を決定付
ける抵抗成分と容量成分を最小化することは、エミッタ
領域のエッジからベース電極までの最小の離隔距離を縮
小することにより可能である。今までに主に使用したき
たそれと関連した技術としては、酸化膜による素子の隔
離方法と多結晶シリコンを利用したエミッタ,ベース自
己整合方法を複合的に使用するPSA(Polysilicon Self
−Align)方法が知られており、このように作られたト
ランジスタをPSAバイポーラトランジスタと呼ぶ。
ける抵抗成分と容量成分を最小化することは、エミッタ
領域のエッジからベース電極までの最小の離隔距離を縮
小することにより可能である。今までに主に使用したき
たそれと関連した技術としては、酸化膜による素子の隔
離方法と多結晶シリコンを利用したエミッタ,ベース自
己整合方法を複合的に使用するPSA(Polysilicon Self
−Align)方法が知られており、このように作られたト
ランジスタをPSAバイポーラトランジスタと呼ぶ。
実際に、バイポーラトランジスタの動作が成されるエミ
ッタ及び活性ベース領域からベース接触領域までの離隔
距離がトランジスタのベース抵抗値を決定するようにな
り、この値がトランジスタの動作特性に大きな影響を及
ぼす。ところがエミッタ配線金属とベース配線金属との
距離を適切に保障しなければならない制限のため、素子
の面積を縮小させるのにその限界があり、これに因って
素子自体に存在する抵抗成分と容量成分をより以上減ら
すことができないので、動作速度及び電力消費面でよい
結果を期待することが難しかった。
ッタ及び活性ベース領域からベース接触領域までの離隔
距離がトランジスタのベース抵抗値を決定するようにな
り、この値がトランジスタの動作特性に大きな影響を及
ぼす。ところがエミッタ配線金属とベース配線金属との
距離を適切に保障しなければならない制限のため、素子
の面積を縮小させるのにその限界があり、これに因って
素子自体に存在する抵抗成分と容量成分をより以上減ら
すことができないので、動作速度及び電力消費面でよい
結果を期待することが難しかった。
上記の問題を解決するために最近開発された多結晶シリ
コン自己整合バイポーラトランジスタはダブルポリシリ
コンのオーバーラッピング構造を利用したエミッタ−ベ
ース自己整合方法と反応性イオンエッチング(Reactive
Ion Etching:以下、“RIE"と略称する)方法によって
エミッタ−ベース間の最小の離隔手段であるスペーサを
形成する技術が広く応用されている。
コン自己整合バイポーラトランジスタはダブルポリシリ
コンのオーバーラッピング構造を利用したエミッタ−ベ
ース自己整合方法と反応性イオンエッチング(Reactive
Ion Etching:以下、“RIE"と略称する)方法によって
エミッタ−ベース間の最小の離隔手段であるスペーサを
形成する技術が広く応用されている。
このようにエミッタ−ベース間の最小の離隔距離である
スペーサを形成する方法としては、下記のような二つの
方法が主類を成している。
スペーサを形成する方法としては、下記のような二つの
方法が主類を成している。
第一の方法は第1図(A)に図示したように、スペーサ
28がエミッタ形成領域の内側壁の方に突入された形態に
形成されたものである。これをより詳述すると、第1ポ
リシリコンであるベースポリ27を基板上に先に蒸着した
後にエミッタ領域を確保するための開口(opening)を
形成する。
28がエミッタ形成領域の内側壁の方に突入された形態に
形成されたものである。これをより詳述すると、第1ポ
リシリコンであるベースポリ27を基板上に先に蒸着した
後にエミッタ領域を確保するための開口(opening)を
形成する。
続いて、酸化膜26を形成した後に、RIE方法によって酸
化膜26を通じて第1ポリシリコン28の内側周縁部にスペ
ーサ28を形成する。次に、エミッタ形成領域のための開
口を通じて第2ポリシリコンであるエミッタポリ25を蒸
着し、酸化膜24をトランジスタの全面に塗布した後に接
触窓を通じて上記ベースポリ27及びエミッタポリに各々
の金属電極22,23を蒸着してエミッタ−ベースが自己整
合された構造のバイポーラトランジスタを製造するもの
である。
化膜26を通じて第1ポリシリコン28の内側周縁部にスペ
ーサ28を形成する。次に、エミッタ形成領域のための開
口を通じて第2ポリシリコンであるエミッタポリ25を蒸
着し、酸化膜24をトランジスタの全面に塗布した後に接
触窓を通じて上記ベースポリ27及びエミッタポリに各々
の金属電極22,23を蒸着してエミッタ−ベースが自己整
合された構造のバイポーラトランジスタを製造するもの
である。
第二の方法は、第1図(B)に図示したようにスペーサ
28′がエミッタ形成領域の側壁部から突出された形態に
形成したものである。
28′がエミッタ形成領域の側壁部から突出された形態に
形成したものである。
ここでは、先にエミッタ形成領域を窒化膜又は酸化膜等
で遮蔽した後に、ベースポリ27′を基板上に形成し、酸
化膜26′を形成した後に、RIE方式で開口を形成する。
続いて、ポリシリコン27′の内側壁の部分を向かって中
央の開口から直接スペーサ28′の材料を浸透させる。残
りの部分22′,23′,24′25′及び26′は上述した第一の
方法のような方法で製造される。そして、改善されたPA
Sバイポーラトランジスタについてより詳細なものは多
数人によるIEEE Vol.ED−27、No.8、1980.PP.1390〜13
94とVol.ED−33、No.4、1986.PP.526〜531に開示されて
いる。
で遮蔽した後に、ベースポリ27′を基板上に形成し、酸
化膜26′を形成した後に、RIE方式で開口を形成する。
続いて、ポリシリコン27′の内側壁の部分を向かって中
央の開口から直接スペーサ28′の材料を浸透させる。残
りの部分22′,23′,24′25′及び26′は上述した第一の
方法のような方法で製造される。そして、改善されたPA
Sバイポーラトランジスタについてより詳細なものは多
数人によるIEEE Vol.ED−27、No.8、1980.PP.1390〜13
94とVol.ED−33、No.4、1986.PP.526〜531に開示されて
いる。
しかし、このように作られたバイポーラトランジスタは
従来のPSAトランジスタに比べて動作特性面において注
目に価する改善をもたらすが、エミッタ−ベース間の最
小の隔離手段であるスペーサの長さ又は幅が乾式蝕刻の
一種であるRIE方式によって決定されるので、工程の調
節が難しく、工程自体が複雑化し、工程途中に、特に乾
式蝕刻の段階でトランジスタ動作領域のシリコンの表面
が損傷を受けて素子の電気的な特性を悪化させる可能性
がある。
従来のPSAトランジスタに比べて動作特性面において注
目に価する改善をもたらすが、エミッタ−ベース間の最
小の隔離手段であるスペーサの長さ又は幅が乾式蝕刻の
一種であるRIE方式によって決定されるので、工程の調
節が難しく、工程自体が複雑化し、工程途中に、特に乾
式蝕刻の段階でトランジスタ動作領域のシリコンの表面
が損傷を受けて素子の電気的な特性を悪化させる可能性
がある。
従って、本発明の目的は上記の諸問題を解決した高速バ
イポーラトランジスタの構造及びこれを製造する方法を
提供するものである。
イポーラトランジスタの構造及びこれを製造する方法を
提供するものである。
上記の目的を達成するための本発明のバイポーラトラン
ジスタによると、LOCOS工程のフィールド酸化時に鳥喙
現象によるフィールド酸化膜の一部がエミッタ−ベース
間の最小の間隔を維持するスペーサを構成することを特
徴とする。又、その製造方法としては、 (a)半導体基板のペッド酸化膜上のエミッタ形成領域
に相応する活性領域を順に積層されるシリコン窒化膜と
第1ポリシリコン層で遮蔽する段階と; (b)LOCOS方法を利用してパッド酸化膜の周囲のフィ
ールド領域に酸化膜を成長させる段階と; (c)反応性イオンエッチング方法によって上記のフィ
ールド酸化膜をエッチングして、後に形成されるエミッ
タ及びベース間の最小の離隔手段であるスペーサを形成
する段階と; (d)ベースに対応する第2ポリシリコン層を蒸着し、
上記第2ポリシリコン層の内部に不純物のイオンを注入
した後に、その上に感光膜を塗布し、活性領域上に蒸着
されたベースの第2ポリシリコンをエッチングする段階
と; (e)上記(d)の過程を経て残りの第2ポリシリコン
上に酸化膜を形成する段階と; (f)活性領域上に積層されたパッド酸化膜とシリコン
窒化膜を除去したのちにエミッタに相応する第3ポリシ
リコンを蒸着し、イオン注入法によって高濃度のエミッ
タ領域を形成する段階と; (g)金属配線工程を利用してエミッタ及びベース電極
を形成する段階等で成されることを特徴とする。
ジスタによると、LOCOS工程のフィールド酸化時に鳥喙
現象によるフィールド酸化膜の一部がエミッタ−ベース
間の最小の間隔を維持するスペーサを構成することを特
徴とする。又、その製造方法としては、 (a)半導体基板のペッド酸化膜上のエミッタ形成領域
に相応する活性領域を順に積層されるシリコン窒化膜と
第1ポリシリコン層で遮蔽する段階と; (b)LOCOS方法を利用してパッド酸化膜の周囲のフィ
ールド領域に酸化膜を成長させる段階と; (c)反応性イオンエッチング方法によって上記のフィ
ールド酸化膜をエッチングして、後に形成されるエミッ
タ及びベース間の最小の離隔手段であるスペーサを形成
する段階と; (d)ベースに対応する第2ポリシリコン層を蒸着し、
上記第2ポリシリコン層の内部に不純物のイオンを注入
した後に、その上に感光膜を塗布し、活性領域上に蒸着
されたベースの第2ポリシリコンをエッチングする段階
と; (e)上記(d)の過程を経て残りの第2ポリシリコン
上に酸化膜を形成する段階と; (f)活性領域上に積層されたパッド酸化膜とシリコン
窒化膜を除去したのちにエミッタに相応する第3ポリシ
リコンを蒸着し、イオン注入法によって高濃度のエミッ
タ領域を形成する段階と; (g)金属配線工程を利用してエミッタ及びベース電極
を形成する段階等で成されることを特徴とする。
本発明によると、エミッタとベースの間の最小の間隔が
LOCOS工程上において独特な鳥喙現象を利用して容易に
得ることができるので、従来に比べて高速バイポーラト
ランジスタの製造がより簡単になる。又、素子の内部抵
抗と素子間のキャパシタンスが減少して高性能,安定し
た電気的な特性を持つバイポーラトランジスタを得るこ
とができる。
LOCOS工程上において独特な鳥喙現象を利用して容易に
得ることができるので、従来に比べて高速バイポーラト
ランジスタの製造がより簡単になる。又、素子の内部抵
抗と素子間のキャパシタンスが減少して高性能,安定し
た電気的な特性を持つバイポーラトランジスタを得るこ
とができる。
以下、本発明の実施例である第2図〜第3図の図面を参
照して本発明を詳細に説明する。
照して本発明を詳細に説明する。
第2図には、本発明によって作られた高速バイポーラNP
Nトランジスタのエミッタ−ベースが自己整合された構
造が図示されているが、ここではLOCOS工程のフィール
ド酸化時に鳥喙現象に因ってエミッタ領域13の近傍に示
すフィールド酸化膜の一部がエミッタ−ベース間の最小
の間隔を維持するスペーサ8として使用されている。
Nトランジスタのエミッタ−ベースが自己整合された構
造が図示されているが、ここではLOCOS工程のフィール
ド酸化時に鳥喙現象に因ってエミッタ領域13の近傍に示
すフィールド酸化膜の一部がエミッタ−ベース間の最小
の間隔を維持するスペーサ8として使用されている。
第3図(A)〜第3図(G)の製造工程図を参照してよ
り詳しく説明すると、次のとおりである。
り詳しく説明すると、次のとおりである。
第3図(A)はシリコン窒化膜(Si3N4)4とポリシ
リコン層5によってエミッタ形成領域に相応する活性領
域を遮蔽したことを表した断面図である。これを具体的
に説明すると、P-型シリコンウェハー表面に砒素(AS)
をイオン注入した後に所定温度に拡散させてN型エピタ
キシアル層(epitaxiallayer)1を成長させる。
リコン層5によってエミッタ形成領域に相応する活性領
域を遮蔽したことを表した断面図である。これを具体的
に説明すると、P-型シリコンウェハー表面に砒素(AS)
をイオン注入した後に所定温度に拡散させてN型エピタ
キシアル層(epitaxiallayer)1を成長させる。
その後に、上記N型エピタキシアル層1上に300〜800Å
厚さのパッド酸化膜2を形成した後に、1〜5×1013の
供与量(dose)で硼素(B)を注入して所定厚さのP型
エピタキシアル層3を形成する。
厚さのパッド酸化膜2を形成した後に、1〜5×1013の
供与量(dose)で硼素(B)を注入して所定厚さのP型
エピタキシアル層3を形成する。
これから、基板上部の全面に1500〜2000Å程度の窒化シ
リコンと2000Å程度のポリシリコンを順に蒸着し、写真
蝕刻してエミッタが形成される活性領域の部位に窒化膜
4とポリシリコン層5を形成してこの二つの層4,5が遮
蔽層の役割をすることにより、後の工程においてトラン
ジスタの活性領域を保護するようにする。
リコンと2000Å程度のポリシリコンを順に蒸着し、写真
蝕刻してエミッタが形成される活性領域の部位に窒化膜
4とポリシリコン層5を形成してこの二つの層4,5が遮
蔽層の役割をすることにより、後の工程においてトラン
ジスタの活性領域を保護するようにする。
第3図(B)はLOCOSによるフィールド酸化工程段階を
図示したもので、活性領域遮蔽工程が終わった第3図
(A)のサンプルで、シリコン窒化膜4で遮蔽された活
性領域外のフィールド領域にフィールド酸化膜を実施す
ることによってパッド酸化膜2を4000〜5500Å厚さのフ
ィールド酸化膜6で成長させる。
図示したもので、活性領域遮蔽工程が終わった第3図
(A)のサンプルで、シリコン窒化膜4で遮蔽された活
性領域外のフィールド領域にフィールド酸化膜を実施す
ることによってパッド酸化膜2を4000〜5500Å厚さのフ
ィールド酸化膜6で成長させる。
この時、シリコン窒化膜4の縁部に近接した上記フィー
ルド酸化膜6の一部は鳥喙現象によって鳥喙状になり、
この部分がエミッタ−ベース間の離隔手段になる。又、
上記ポリシリコン層5は酸化膜(SiO2)7で変えて後
続工程のRIE時、窒化膜4及びパッド酸化膜2と共に遮
蔽層の役割をする。
ルド酸化膜6の一部は鳥喙現象によって鳥喙状になり、
この部分がエミッタ−ベース間の離隔手段になる。又、
上記ポリシリコン層5は酸化膜(SiO2)7で変えて後
続工程のRIE時、窒化膜4及びパッド酸化膜2と共に遮
蔽層の役割をする。
第3図(C)は、完全なスペーサ8の形成段階を図示し
たもので、上記LOCOS工程を通じて形成されたフィール
ド酸化膜6と酸化膜7を乾式蝕刻の一種である反応性イ
オンエッチング(RIE)技術によって鳥喙現象のスペー
サ8のみを残して蝕刻したものである。
たもので、上記LOCOS工程を通じて形成されたフィール
ド酸化膜6と酸化膜7を乾式蝕刻の一種である反応性イ
オンエッチング(RIE)技術によって鳥喙現象のスペー
サ8のみを残して蝕刻したものである。
この時、形成されたスペーサ8の幅はフィールド酸化膜
6の厚さ等によって容易に調節し得る。第3図(D)
は、第2ポリシリコンであるベースポリ9の形成段階を
図示したもので、スペーサ8を形成した上記第3図
(C)のサンプル上に3000〜5000Å厚さのポリシリコン
9を蒸着したのち、硼素(B)を上記ポリシリコン層9
の内部にイオン注入することにより、上記のP型エピタ
キシアル層3の非活性領域を高い不純物濃度を持つP+
外因性ベース領域として作ってやってベース領域の直列
抵抗を減少させる。
6の厚さ等によって容易に調節し得る。第3図(D)
は、第2ポリシリコンであるベースポリ9の形成段階を
図示したもので、スペーサ8を形成した上記第3図
(C)のサンプル上に3000〜5000Å厚さのポリシリコン
9を蒸着したのち、硼素(B)を上記ポリシリコン層9
の内部にイオン注入することにより、上記のP型エピタ
キシアル層3の非活性領域を高い不純物濃度を持つP+
外因性ベース領域として作ってやってベース領域の直列
抵抗を減少させる。
続いて、ポリシリコン層9上に感光膜10を塗布したの
ち、活性領域上に蒸着されたポリシリコン層9を第3図
(F)の形態に蝕刻する。続いて、第3図(E)に図示
したように、非活性領域上に残っているポリシリコン9
上にのみ酸化膜11を形成する。
ち、活性領域上に蒸着されたポリシリコン層9を第3図
(F)の形態に蝕刻する。続いて、第3図(E)に図示
したように、非活性領域上に残っているポリシリコン9
上にのみ酸化膜11を形成する。
第3図(F)は、第2ポリシリコンであるエミッタポリ
12及び高濃度のN型エミッタ領域13の形成段階を図示し
たもので、第3図(E)のサンプル上のエミッタ領域に
あるパッド酸化膜2と窒化膜4を除去した後に、2000〜
3000Å厚さのポリシリコンを蒸着した後に、砒素イオン
を5〜9×1015の供与量で注入拡散させてN型エミッタ
領域13を形成する。上記の過程の後にポリシリコンを写
真蝕刻してエミッタポリ12を形成する。
12及び高濃度のN型エミッタ領域13の形成段階を図示し
たもので、第3図(E)のサンプル上のエミッタ領域に
あるパッド酸化膜2と窒化膜4を除去した後に、2000〜
3000Å厚さのポリシリコンを蒸着した後に、砒素イオン
を5〜9×1015の供与量で注入拡散させてN型エミッタ
領域13を形成する。上記の過程の後にポリシリコンを写
真蝕刻してエミッタポリ12を形成する。
第3図(G)は、エミッタ及びベース電極15、16の形成
段階を図示したもので、上記第3図(F)のサンプル上
に3000〜4000Å程度のシリコン酸化膜(SiO2)を化学
気相蒸着(CVD)して酸化膜14を形成した後に、エミッ
タ及びベース形成部位を写真蝕刻してエミッタ窓(Wind
ow)及びベース窓を形成した後、終りに上記の各々の窓
を通じて約8000〜12000Å程度の金属を蒸着してエミッ
タ電極15及びベース電極16を形成すると、本発明のNPN
バイポーラトランジスタが製作される。
段階を図示したもので、上記第3図(F)のサンプル上
に3000〜4000Å程度のシリコン酸化膜(SiO2)を化学
気相蒸着(CVD)して酸化膜14を形成した後に、エミッ
タ及びベース形成部位を写真蝕刻してエミッタ窓(Wind
ow)及びベース窓を形成した後、終りに上記の各々の窓
を通じて約8000〜12000Å程度の金属を蒸着してエミッ
タ電極15及びベース電極16を形成すると、本発明のNPN
バイポーラトランジスタが製作される。
上述の内容は本発明によるNPNバイポーラトランジスタ
の製作に限定して説明しているが、特許請求の範囲によ
ってカバーされる技術的思想は同様な方法でPNPバイポ
ーラトランジスタにもまた適用可能である。
の製作に限定して説明しているが、特許請求の範囲によ
ってカバーされる技術的思想は同様な方法でPNPバイポ
ーラトランジスタにもまた適用可能である。
第1図(A)及び第1図(B)は各々従来の多結晶シリ
コン自己整合(Polysilicon Self−aligned:PSA)バイ
ポーラトランジスタのエミッタ−ベース構造を図示した
断面図、第2図は本発明によるバイポーラトランジスタ
のエミッタ−ベース構造を図示した断面図、第3図
(A)〜第3図(G)は本発明による第2図のトランジ
スタを製造する工程図を示したものである。 1:N型エピタキシアル層 2:パッド酸化膜 3:P型エピタキシアル層 4:窒化膜 5:ポリシリコン層 6:フィールド酸化膜 7:酸化膜 8:スペーサ 9:ベースポリ 10:感光膜 11:酸化膜 12:エミッタポリ 13:エミッタ領域 14:酸化膜 15:エミッタ電極 16:ベース電極
コン自己整合(Polysilicon Self−aligned:PSA)バイ
ポーラトランジスタのエミッタ−ベース構造を図示した
断面図、第2図は本発明によるバイポーラトランジスタ
のエミッタ−ベース構造を図示した断面図、第3図
(A)〜第3図(G)は本発明による第2図のトランジ
スタを製造する工程図を示したものである。 1:N型エピタキシアル層 2:パッド酸化膜 3:P型エピタキシアル層 4:窒化膜 5:ポリシリコン層 6:フィールド酸化膜 7:酸化膜 8:スペーサ 9:ベースポリ 10:感光膜 11:酸化膜 12:エミッタポリ 13:エミッタ領域 14:酸化膜 15:エミッタ電極 16:ベース電極
Claims (2)
- 【請求項1】ダブルポリシリコンによるエミッタ−ベー
ス自己整合構造のバイポーラトランジスタにおいて、 LOCOS工程のフィールド酸化時に鳥喙現象によるフィー
ルド酸化膜6の一部がエミッタ領域13とベース接触領域
9との間の最小の間隔を維持するスペーサ8を構成する
ことを特徴とする高速バイポーラトランジスタ。 - 【請求項2】ダブルポリシリコンによるエミッタ−ベー
スが自己整合された構造のバイポーラトランジスタ製造
方法において、 (a)半導体基板のパッド酸化膜2上のエミッタ形成領
域に相応する活性領域を順に積層されるシリコン窒化膜
4と第1ポリシリコン層5で遮蔽する段階と; (b)LOCOS方法を利用してパッド酸化膜2の周囲のフ
ィールド領域に酸化膜6を成長させる段階と; (c)反応性イオンエッチング方法によって上記のフィ
ールド酸化膜6をエッチングして次に形成されるエミッ
タ及びベース間の最小の離隔手段であるスペーサ8を形
成する段階と; (d)ベースに対応する第2ポリシリコン層9を蒸着
し、上記第2ポリシリコン層9の内部に不純物のイオン
を注入した後にその上に感光膜10を塗布し、活性領域上
に蒸着されたベースの第2ポリシリコン9をエッチバッ
クする段階と; (e)上記(d)の過程を経て残りの第2ポリシリコン
9上に酸化膜11を形成する段階と; (f)活性領域上に積層したパッド酸化膜2とシリコン
窒化膜4を除去した後にエミッタに相応する第3ポリシ
リコン12を蒸着し、イオン注入法によって高濃度のエミ
ッタ領域13を形成する段階と; (g)金属配線工程を利用してエミッタ及びベース電極
15,16を形成する段階からなることを特徴とする高速バ
イポーラトランジスタの製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019880012323A KR910005403B1 (ko) | 1988-09-23 | 1988-09-23 | 고성능 바이폴라 트랜지스터 및 그 제조방법 |
KR12323 | 1988-09-23 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02109340A JPH02109340A (ja) | 1990-04-23 |
JPH0693459B2 true JPH0693459B2 (ja) | 1994-11-16 |
Family
ID=19277971
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1171029A Expired - Fee Related JPH0693459B2 (ja) | 1988-09-23 | 1989-06-30 | 高速バイポーラトランジスタ及びその製造方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5162244A (ja) |
JP (1) | JPH0693459B2 (ja) |
KR (1) | KR910005403B1 (ja) |
DE (1) | DE3919575C2 (ja) |
FR (1) | FR2637418B1 (ja) |
GB (1) | GB2223126B (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2679379B1 (fr) * | 1991-07-16 | 1997-04-25 | Thomson Composants Militaires | Procede de fabrication de circuits integres avec electrodes tres etroites. |
JP3191479B2 (ja) * | 1993-04-01 | 2001-07-23 | 日本電気株式会社 | バイポーラトランジスタの製造方法 |
DE102005021932A1 (de) * | 2005-05-12 | 2006-11-16 | Atmel Germany Gmbh | Verfahren zur Herstellung integrierter Schaltkreise |
US8017480B2 (en) * | 2006-06-13 | 2011-09-13 | Macronix International Co., Ltd. | Apparatus and associated method for making a floating gate cell in a virtual ground array |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54128683A (en) * | 1978-03-27 | 1979-10-05 | Ibm | Method of fabricating emitterrbase matching bipolar transistor |
US4437897A (en) * | 1982-05-18 | 1984-03-20 | International Business Machines Corporation | Fabrication process for a shallow emitter/base transistor using same polycrystalline layer |
US4536950A (en) * | 1983-02-10 | 1985-08-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for making semiconductor device |
EP0122004A3 (en) * | 1983-03-08 | 1986-12-17 | Trw Inc. | Improved bipolar transistor construction |
EP0199497B1 (en) * | 1985-04-10 | 1992-01-02 | Fujitsu Limited | Process for fabricating a self-aligned bipolar transistor |
DE3571366D1 (en) * | 1985-09-21 | 1989-08-10 | Itt Ind Gmbh Deutsche | Method of applying a contact to a contact area for a semiconductor substrate |
US4686763A (en) * | 1985-10-02 | 1987-08-18 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method of making a planar polysilicon bipolar device |
US4746623A (en) * | 1986-01-29 | 1988-05-24 | Signetics Corporation | Method of making bipolar semiconductor device with wall spacer |
DE3680520D1 (de) * | 1986-03-22 | 1991-08-29 | Itt Ind Gmbh Deutsche | Verfahren zum herstellen einer monolithisch integrierten schaltung mit mindestens einem bipolaren planartransistor. |
US4883772A (en) * | 1986-09-11 | 1989-11-28 | National Semiconductor Corporation | Process for making a self-aligned silicide shunt |
DE3683054D1 (de) * | 1986-12-12 | 1992-01-30 | Itt Ind Gmbh Deutsche | Verfahren zum herstellen einer monolithisch integrierten schaltung mit mindestens einem bipolaren planartransistor. |
US4829015A (en) * | 1987-05-21 | 1989-05-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for manufacturing a fully self-adjusted bipolar transistor |
JPS6445165A (en) * | 1987-08-13 | 1989-02-17 | Toshiba Corp | Semiconductor device and manufacture thereof |
-
1988
- 1988-09-23 KR KR1019880012323A patent/KR910005403B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1989
- 1989-05-31 US US07/358,023 patent/US5162244A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-06-14 FR FR8907861A patent/FR2637418B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1989-06-15 DE DE3919575A patent/DE3919575C2/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-06-29 GB GB8914909A patent/GB2223126B/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-06-30 JP JP1171029A patent/JPH0693459B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2637418B1 (fr) | 1996-12-20 |
GB8914909D0 (en) | 1989-08-23 |
JPH02109340A (ja) | 1990-04-23 |
FR2637418A1 (fr) | 1990-04-06 |
KR910005403B1 (ko) | 1991-07-29 |
GB2223126A (en) | 1990-03-28 |
US5162244A (en) | 1992-11-10 |
DE3919575C2 (de) | 1994-02-17 |
KR900005616A (ko) | 1990-04-14 |
GB2223126B (en) | 1992-09-23 |
DE3919575A1 (de) | 1990-03-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6900519B2 (en) | Diffused extrinsic base and method for fabrication | |
US4978630A (en) | Fabrication method of bipolar transistor | |
US6043552A (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the semiconductor device | |
US6265276B1 (en) | Structure and fabrication of bipolar transistor | |
US5614425A (en) | Method of fabricating a bipolar transistor operable at high speed | |
JPH10189789A (ja) | バイポーラ・トランジスタおよびキャパシタ | |
JPH0693459B2 (ja) | 高速バイポーラトランジスタ及びその製造方法 | |
US20040209433A1 (en) | Method for manufacturing and structure of semiconductor device with shallow trench collector contact region | |
US6664574B2 (en) | Heterojunction semiconductor device and method of manufacturing | |
JPH10335344A (ja) | 自己整合型ダブルポリシリコンバイポーラトランジスタ及びその製造方法 | |
US5453387A (en) | Fabrication method of semiconductor device with neighboring n- and p-type regions | |
US6404039B1 (en) | Semiconductor device with intrinsic base diffusion layer, extrinsic base diffusion layer, and common base diffusion | |
US7101750B2 (en) | Semiconductor device for integrated injection logic cell and process for fabricating the same | |
JP3456864B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
JP3209443B2 (ja) | バイポーラトランジスタの製造方法 | |
JP2615652B2 (ja) | バイポーラトランジスタの製造方法 | |
JPH0621077A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JP4213298B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP2602490B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP2518357B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
JPH04363059A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JPH04309232A (ja) | バイポーラトランジスタ及びその製造方法 | |
JPH05109741A (ja) | バイポーラ型半導体装置の製造方法 | |
JPH0547774A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JPH05198747A (ja) | 半導体装置の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071116 Year of fee payment: 13 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081116 Year of fee payment: 14 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |