JPH0766214A - Manufacture of bi-polar semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Manufacture of bi-polar semiconductor integrated circuit device

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JPH0766214A
JPH0766214A JP21139793A JP21139793A JPH0766214A JP H0766214 A JPH0766214 A JP H0766214A JP 21139793 A JP21139793 A JP 21139793A JP 21139793 A JP21139793 A JP 21139793A JP H0766214 A JPH0766214 A JP H0766214A
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JP
Japan
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conductive film
film
polycrystalline silicon
region
base
Prior art date
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Pending
Application number
JP21139793A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhide Rikuta
和秀 陸田
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0766214A publication Critical patent/JPH0766214A/en
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Abstract

PURPOSE:To solve the problem that a minimum size of photolithography technology has not been made and to make the device higher in performance by forming an element region centered on a base region between element isolation films by photolithography technology with a mask alignment margin taken large enough in its size, CONSTITUTION:Inactive base regions (external bases) 116a, b are formed in self-alignment to a necessary minimum size only around an active base region (internal base) 116. For this purpose, the part on the semiconductor substrate which corresponds to the formation of inactive base regions 16a, b forms an overhanging polycrystalline silicon oxide filth 107, an impurity-containing polycrystalline silicon 108a under the overhang, and inactive base regions 116a, b only around the active base region 115 by diffusion from the polycrystalline silicon 108a by heat treatment.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は高集積、高速動作が可能
なバイポーラ型半導体集積回路装置の製造方法に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a bipolar semiconductor integrated circuit device capable of high integration and high speed operation.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路装置の用途として、特に
高速動作を必要とする分野では、一般にECL/CML
系のバイポーラ型半導体回路装置が用いられる。
2. Description of the Related Art As an application of a semiconductor integrated circuit device, especially in a field requiring high speed operation, ECL / CML is generally used.
System bipolar semiconductor circuit device is used.

【0003】ECL/CML系回路において論理振幅を
一定とした場合には、回路を構成する素子・配線の寄生
容量及びトランジスタのベース抵抗、電流利得帯域帯積
によって回路の動作速度が決定される。寄生容量は低減
することが必要であるが、その中でも特に動作速度への
寄与の大きいベース・コレクタ間接合容量を低減するた
めに、多結晶シリコンを用いてベース電極を素子領域の
外部に引き出し、ベース面積を縮小する方法がある。ま
た、多結晶シリコン抵抗および金属配線を厚い分離酸化
膜上に形成して配線容量を低減する方法が一般に採用さ
れる。
When the logic amplitude is constant in the ECL / CML system circuit, the operating speed of the circuit is determined by the parasitic capacitance of the elements and wirings forming the circuit, the base resistance of the transistor, and the current gain bandwidth product. Although it is necessary to reduce the parasitic capacitance, in order to reduce the base-collector junction capacitance that makes a large contribution to the operating speed, the base electrode is drawn out of the element region using polycrystalline silicon. There is a method to reduce the base area. Further, a method of forming a polycrystalline silicon resistor and a metal wiring on a thick isolation oxide film to reduce the wiring capacitance is generally adopted.

【0004】一方、ベース抵抗を低減する必要がある。
これには、不活性ベース層を低抵抗化すると共に、可能
な限りエミッタ領域に近接させ、また、エミッタ幅を細
くしてエミッタ直下の活性ベース層の抵抗を減少させる
ことが考えられる。
On the other hand, it is necessary to reduce the base resistance.
To this end, it is conceivable to reduce the resistance of the inactive base layer, bring it closer to the emitter region as much as possible, and reduce the emitter width to reduce the resistance of the active base layer immediately below the emitter.

【0005】また、電流利得帯域幅積は大きくすること
が必要である。これはエミッタ接合およびベース接合を
浅接合化すると共にコレクタのエピタキシャル層を薄く
することが有効である。
Further, it is necessary to increase the current gain bandwidth product. It is effective to make the emitter junction and the base junction shallow and thin the epitaxial layer of the collector.

【0006】これらの事項を実現することを目的として
提案された従来技術として、特開昭63−107167
に開示された製造方法があり、それを図4に示し、以下
に説明する。
As a conventional technique proposed for realizing these matters, Japanese Patent Laid-Open No. 63-107167 has been proposed.
There is a manufacturing method disclosed in U.S.A., which is shown in FIG. 4 and described below.

【0007】まず、図4(A)に示すように、素子分離
工程後N+ 領域5を形成したシリコン基板1上に200
0〜3000Åの多結晶シリコン6を形成し、ベース電
極を形成する部分に1000〜2000Åの窒化膜7を
選択的に形成する。次に、多結晶シリコン6を選択酸化
し、図4(B)に示すように多結晶シリコン6a,6c
を前記選択酸化で形成された多結晶シリコン酸化膜9に
よって分離し、この多結晶シリコン6a,6cに窒化膜
7を介して1015〜1016cm-2の硼素をイオン注入す
る。次に、図4(C)に示すように、酸化膜9を選択除
去し、エミッタおよびコレクタとなるシリコン基板1
(N+ 領域5などを形成されている。)の表面を露出す
る。次に、該表面と多結晶シリコン6a,6cの露出面
を熱酸化し、1000Å程度の酸化膜14を形成する。
このとき、同時に多結晶シリコン6a,6cから硼素が
拡散し、高濃度不活性ベース(外部ベース)10が形成
される。次に、酸化膜14を介して硼素を1〜5×10
13cm-2イオン注入し、アニールを行って図4(D)に
示すように不活性ベース10に延在する活性ベース(内
部ベース)11を形成し、CVD膜(気相成長膜)15
を全面に被着する。次に、CVD膜15を反応性イオン
エッチングを用いてエッチングする。続いてエミッタ形
成部分の側壁に残存したCVD膜15をマスクとして酸
化膜14をエッチングし、エミッタ開口を行う。同時に
コレクタ電極取出部も開口され、図4(E)に示す構造
となる。次に、図4(F)に示すように、砒素ドープ多
結晶シリコン16を2000〜4000Å形成し、熱酸
化により酸化膜17を形成すると同時にエミッタ12を
拡散形成する。最後に、コンタクトホール開口および金
属電極13a〜13dの形成を行う。
First, as shown in FIG. 4A, 200 is formed on the silicon substrate 1 on which the N + region 5 is formed after the element isolation process.
Polycrystalline silicon 6 having a thickness of 0 to 3000 Å is formed, and a nitride film 7 having a thickness of 1000 to 2000 Å is selectively formed on a portion where a base electrode is to be formed. Next, the polycrystalline silicon 6 is selectively oxidized to produce polycrystalline silicon 6a and 6c as shown in FIG.
Are separated by the polycrystalline silicon oxide film 9 formed by the selective oxidation, and 10 15 to 10 16 cm −2 of boron is ion-implanted into the polycrystalline silicon 6a and 6c through the nitride film 7. Next, as shown in FIG. 4 (C), the oxide film 9 is selectively removed, and the silicon substrate 1 serving as an emitter and a collector is formed.
The surface of (the N + region 5 and the like are formed) is exposed. Next, the surface and the exposed surfaces of the polycrystalline silicons 6a and 6c are thermally oxidized to form an oxide film 14 of about 1000 Å.
At this time, at the same time, boron is diffused from the polycrystalline silicons 6a and 6c, and a high-concentration inert base (external base) 10 is formed. Next, 1 to 5 × 10 of boron is added through the oxide film 14.
13 cm −2 ions are implanted and annealed to form an active base (internal base) 11 extending to the inactive base 10 as shown in FIG. 4D, and a CVD film (vapor phase growth film) 15
To the entire surface. Next, the CVD film 15 is etched using reactive ion etching. Subsequently, the oxide film 14 is etched using the CVD film 15 remaining on the side wall of the emitter formation portion as a mask to form an emitter opening. At the same time, the collector electrode extraction portion is also opened, resulting in the structure shown in FIG. Next, as shown in FIG. 4 (F), arsenic-doped polycrystalline silicon 16 is formed to a thickness of 2000 to 4000 Å, an oxide film 17 is formed by thermal oxidation, and at the same time, an emitter 12 is diffused. Finally, contact hole openings and metal electrodes 13a to 13d are formed.

【0008】以上の方法により、活性ベースおよびエミ
ッタの浅接合化並びにエミッタ幅の微細化を実現した。
また、ベース・コレクタ間接合容量も大幅に低減するこ
とが可能になり、トランジスタの高速動作性能を改善で
きた。
By the above method, the shallow junction of the active base and the emitter and the miniaturization of the emitter width have been realized.
Also, the base-collector junction capacitance can be significantly reduced, and the high-speed operation performance of the transistor can be improved.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記製
造方法を用いて得られる装置は以下に述べる問題点を有
していた。
However, the device obtained by using the above manufacturing method has the following problems.

【0010】上記製造方法では、素子分離が完了した基
板に多結晶シリコンを形成した後、シリコン窒化膜のパ
ターンをホトリソグラフィ技術を用いて形成していた。
このシリコン窒化膜のパターンで分離領域に対するエミ
ッタ領域の位置が基本的に決定されることになる。バイ
ポーラ・トランジスタの高速性能を向上させる為に、ベ
ース抵抗は小さい方が好ましく、図4(F)で示したよ
うにエミッタ領域の両側からベース(外部ベース)を引
き出す構造がしばしば用いられる。このためその外部ベ
ースは一般に素子分離膜に接触しており、また、その領
域形成のためのシリコン窒化膜のパターンは分離された
領域の中心に対して対称になっていることが望ましい
が、ホトリソグラフィ技術を用いる為、合わせずれを生
じて極端な場合、片側のベース引き出しが不可能となる
場合がある。したがって、このホトリソグラフィ工程に
よってバイポーラ・トランジスタの性能が大きく変化す
る。従って分離領域形成の際、シリコン窒化膜パターン
形成の為のマスク合せ余裕をあらかじめ充分確保してお
く必要があり、素子動作上の必要以上に、ベース・コレ
クタ接合面積を拡大せざるを得ないという欠点があっ
た。
In the above manufacturing method, after the polycrystalline silicon is formed on the substrate where the element isolation is completed, the pattern of the silicon nitride film is formed by using the photolithography technique.
The pattern of the silicon nitride film basically determines the position of the emitter region with respect to the isolation region. In order to improve the high speed performance of the bipolar transistor, it is preferable that the base resistance is small, and a structure in which the base (external base) is drawn from both sides of the emitter region is often used as shown in FIG. For this reason, the external base is generally in contact with the element isolation film, and the pattern of the silicon nitride film for forming the region is preferably symmetrical with respect to the center of the isolated region. Since the lithographic technique is used, it may be impossible to pull out the base on one side in an extreme case where misalignment occurs. Therefore, this photolithography process significantly changes the performance of the bipolar transistor. Therefore, when forming the isolation region, it is necessary to secure a sufficient mask alignment margin in advance for forming the silicon nitride film pattern, and the base / collector junction area must be increased more than necessary for device operation. There was a flaw.

【0011】更に、上記製造方法では素子分離された領
域の内側にホトリソグラフィ技術の最小寸法まで微細化
することは不可能であった。
Further, with the above manufacturing method, it has been impossible to miniaturize the inside of the element-isolated region to the minimum dimension of the photolithography technique.

【0012】この発明は、以上述べたように、従来の製
造方法では素子分離された領域の内側にホトリソグラフ
ィ技術を用いてさらに微細パターンを形成しなければな
らない為、素子分離間の寸法をホトリソグラフィ技術の
最小寸法にすることができず、バイポーラ・トランジス
タの高性能化を妨げているという問題点を、不活性ベー
ス領域(外部ベース)を活性ベース領域(内部ベース)
周辺のみに自己整合的に形成することで解決して、より
高性能な素子を実現する製造方法を提供することを目的
とする。
As described above, according to the present invention, in the conventional manufacturing method, a fine pattern must be formed inside the element-isolated region by using the photolithography technique. The problem that the minimum dimension of the lithography technology cannot be achieved, which hinders the high performance of the bipolar transistor, is that the inactive base region (external base) is changed to the active base region (internal base).
It is an object of the present invention to provide a manufacturing method for realizing a higher performance device by solving the problem by forming the device only in the periphery in a self-aligned manner.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】前記目的達成のため本発
明は、バイポーラ型半導体集積回路装置の製造方法とし
て、不活性ベース領域(外部ベース)を活性ベース領域
(内部ベース)の周辺のみに、つまり素子分離酸化膜に
接触しないような必要最小限の大きさの不活性ベース領
域を自己整合的に形成するようにしたものである。その
形成方法として、半導体基板上の不活性ベース領域形成
対応部分が、ひさし状になる多結晶シリコン酸化膜を形
成し、そのひさし下に不純物を含んだ多結晶シリコンを
形成し、熱処理によりその多結晶シリコンからの拡散で
活性ベース領域周辺のみに不活性ベース領域を形成する
ようにしたものである。
To achieve the above object, the present invention provides a method for manufacturing a bipolar semiconductor integrated circuit device, wherein an inactive base region (external base) is provided only around an active base region (internal base). In other words, the minimum necessary size of the inactive base region is formed in a self-aligned manner so as not to come into contact with the element isolation oxide film. As a method for forming the polycrystalline silicon oxide film, a portion corresponding to the formation of the inactive base region on the semiconductor substrate forms an eaves-shaped polycrystalline silicon oxide film, and polycrystalline silicon containing impurities is formed under the eaves. The inactive base region is formed only around the active base region by diffusion from crystalline silicon.

【0014】[0014]

【作用】前述したように本発明は、不活性ベース領域を
活性ベース領域の周辺に自己整合的に必要最小限の大き
さ形成するようにしたので、前述した窒化膜パターン形
成のマスク合わせの余裕を従来のように確保しておく必
要はなく、寄生容量の削減ができ、トランジスタの高速
動作の向上が図れる。
As described above, according to the present invention, the inactive base region is formed around the active base region in the minimum necessary size in a self-aligned manner. Need not be secured as in the prior art, the parasitic capacitance can be reduced, and the high-speed operation of the transistor can be improved.

【0015】[0015]

【実施例】以下この発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0016】図1ないし図3(A)〜(M)は、この発
明の一実施例の製造工程を示す断面構造図である。
1 to 3 (A) to 3 (M) are sectional structural views showing a manufacturing process of an embodiment of the present invention.

【0017】図1(A)は、従来同様p型基板101に
アンチモン等のN+ 埋込拡散層102を形成しその上に
燐を1016/cm程度含んだ単結晶シリコン103を約
0.8μmエピタキシャル成長させた後、素子分離膜1
04を形成した構造である。
As shown in FIG. 1A, as in the prior art, an N + buried diffusion layer 102 of antimony or the like is formed on a p-type substrate 101, and a single crystal silicon 103 containing phosphorus at a concentration of about 10 16 / cm is formed thereon. After epitaxial growth of 8 μm, the device isolation film 1
This is a structure in which 04 is formed.

【0018】続いて、図1(B)に示すように、約0.
3μm厚の導電性膜である第1の多結晶シリコン膜10
5をCVD(化学気相成長)法で形成し、続いて、ホト
リソグラフィ技術とエッチング技術を用いて将来素子領
域を形成する領域上に、約0.15μm程度の耐酸化性
膜であるシリコン窒化膜106a,bを選択的に形成す
る。
Then, as shown in FIG.
First polycrystalline silicon film 10 which is a conductive film having a thickness of 3 μm
5 is formed by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, and then silicon nitride, which is an oxidation resistant film of about 0.15 μm, is formed on a region where a future device region is formed by using a photolithography technique and an etching technique. The films 106a and 106b are selectively formed.

【0019】このとき、図示しないが、前記多結晶シリ
コン膜105の下に、絶縁膜である酸化膜を形成しても
よい。これは、図2(E)に示す後工程で、エミッタ・
コレクタ引き出し領域の多結晶シリコン108aをエッ
チングする際のストッパーとなり、エピタキシャル層1
03にエッチングダメージを与えないためである。
At this time, although not shown, an oxide film as an insulating film may be formed under the polycrystalline silicon film 105. This is a post-process shown in FIG.
The epitaxial layer 1 serves as a stopper when etching the polycrystalline silicon 108a in the collector extraction region.
This is because etching damage is not given to 03.

【0020】また、このとき、高速性能を必要とするト
ランジスタには、ホトリソグラフィ技術の最小寸法で1
06a,106bを形成することが望ましい。
Further, at this time, the minimum dimension of the photolithography technique is 1 for a transistor requiring high speed performance.
It is desirable to form 06a and 106b.

【0021】続いて、図1(C)に示すように、シリコ
ン窒化膜106a,106bをマスクとして選択酸化を
行ない、多結晶シリコン酸化膜107を得る。この時、
シリコン窒化膜106a,106bの底面に添った横方
向の酸化を進行させて、いわゆるバーズビークを形成す
ると、第1の多結晶シリコン膜105に傾斜形状が形成
される。ここで、選択酸化されずに残ったシリコン窒化
膜106a,b下の第1の多結晶シリコンを108a,
108bとする。(このとき、前記多結晶シリコン酸化
膜107は約6000Å程度になる)続いて、図1
(D)に示すように、シリコン窒化膜106a,106
bを除去し、イオン注入法を用いて、20〜40keV
の加速エネルギーでドーズ量1015〜1016cm-2の硼
素を全面に打ち込み導電膜化し、その後、900℃〜1
000℃、40分程度の熱処理を行う事により、多結晶
シリコン108a,108b中に硼素を拡散させる。
Subsequently, as shown in FIG. 1C, selective oxidation is performed using the silicon nitride films 106a and 106b as masks to obtain a polycrystalline silicon oxide film 107. At this time,
When a so-called bird's beak is formed by advancing lateral oxidation along the bottom surfaces of the silicon nitride films 106a and 106b, an inclined shape is formed in the first polycrystalline silicon film 105. Here, the first polycrystalline silicon 108a below the silicon nitride films 106a and 106b not selectively oxidized is
108b. (At this time, the polycrystalline silicon oxide film 107 has a thickness of about 6000 Å).
As shown in (D), the silicon nitride films 106a and 106a
b is removed, and 20-40 keV is used by the ion implantation method.
With a accelerating energy of 10 15 to 10 16 cm -2 of boron to form a conductive film on the entire surface, and then 900 ° C. to 1
Boron is diffused in the polycrystalline silicons 108a and 108b by performing heat treatment at 000 ° C. for about 40 minutes.

【0022】次に、図2(E)に示すように、異方性エ
ッチングを行って、エミッタ・コレクタ引き出し領域の
多結晶シリコン108a,108bをエッチングする。
このとき、前述したように、多結晶シリコン膜105
(この工程では一部多結晶シリコン酸化膜107となっ
て)の下に酸化膜があれば、前記エッチングのストッパ
ーとなるが、この後、露出した酸化膜は除く。そして、
- 型エピタキシャル層103を露出させる。この時、
多結晶シリコン酸化膜107のひさしの下には、多結晶
シリコン108a,108bが残る。その後、レジスト
パターンを用い、コレクタ領域側(図の右側)の多結晶
シリコン108bを除去し(エミッタ側(図の左側)は
残す)、その後レジストを除去する。
Next, as shown in FIG. 2E, anisotropic etching is performed to etch the polycrystalline silicons 108a and 108b in the emitter / collector extraction regions.
At this time, as described above, the polycrystalline silicon film 105
If there is an oxide film underneath (partially becoming the polycrystalline silicon oxide film 107 in this step), it serves as a stopper for the etching, but thereafter the exposed oxide film is removed. And
The N type epitaxial layer 103 is exposed. At this time,
Under the eaves of the polycrystalline silicon oxide film 107, the polycrystalline silicons 108a and 108b remain. After that, using the resist pattern, the polycrystalline silicon 108b on the collector region side (right side in the drawing) is removed (the emitter side (left side in the drawing) is left), and then the resist is removed.

【0023】続いて、図2(F)に示すように、緩衝弗
酸液を用いて多結晶シリコン酸化膜107を約4000
Å程度エッチングする。この時、多結晶シリコン108
aの傾斜部分が露出する。また、そのエッチングで、前
述した多結晶シリコン膜105下に酸化膜を形成してお
れば、露出したその酸化膜はここで完全に除去される。
Subsequently, as shown in FIG. 2F, the polycrystalline silicon oxide film 107 is removed to about 4000 by using a buffered hydrofluoric acid solution.
Å About etching. At this time, the polycrystalline silicon 108
The inclined portion of a is exposed. Further, if an oxide film is formed under the polycrystalline silicon film 105 described above by the etching, the exposed oxide film is completely removed here.

【0024】次に、図2(G)に示すように、CVD法
を用いて全面に約3000Å程度の第2の多結晶シリコ
ン膜109を形成する。その後、レジスト110を用い
て段差部(前記工程までにできたエミッタ側、コレクタ
側の凹部)を埋め込み、その後、イオン注入法を用い
て、硼素を15〜20keV程度の加速エネルギーでド
ーズ量3〜5×1016cm-2を打ち込み、約900℃、
30〜40分程度の熱処理を行う事により、第2の多結
晶シリコン109に拡散させる(図示した多結晶シリコ
ン111の部分には硼素は拡散されない)。
Next, as shown in FIG. 2G, a second polycrystalline silicon film 109 of about 3000 Å is formed on the entire surface by the CVD method. After that, the step portion (the recesses on the emitter side and the collector side formed up to the above step) is buried using the resist 110, and then boron is ion-implanted at an acceleration energy of about 15 to 20 keV and a dose amount of 3 to. Implant 5 × 10 16 cm -2 , about 900 ℃,
By performing heat treatment for about 30 to 40 minutes, it is diffused in the second polycrystalline silicon 109 (boron is not diffused in the illustrated polycrystalline silicon 111 portion).

【0025】次に、図2(H)に示すように、KOH等
のアルカリ性エッチング溶液を用いて、多結晶シリコン
109をエッチングする。すると、前記レジスト110
がないため硼素を高濃度に含んだ部分はエッチングされ
ず、硼素の拡散していない多結晶シリコン111が図示
したようにエッチングされ、N- 型エピタキシャル層1
03が露出する。
Next, as shown in FIG. 2H, the polycrystalline silicon 109 is etched using an alkaline etching solution such as KOH. Then, the resist 110
Part of the N -type epitaxial layer 1 is not etched because the high concentration of boron is not etched, and the polycrystalline silicon 111 in which boron is not diffused is etched as shown in the figure.
03 is exposed.

【0026】続いて、図3(I)に示したように、CV
D法を用いて第3の多結晶シリコン膜113を形成す
る。次に凹部112にレジストを埋め込んだ後、イオン
注入法を用いて20〜40keVの加速エネルギーでド
ーズ量1015〜1016cm-2の硼素を多結晶シリコン1
13に打ち込み、凹部112のレジストを除去した後、
800〜900℃で熱酸化を行って凹部112の底部他
全面に形成された多結晶シリコン113を図3(J)に
示すようにシリコン酸化膜114とする。
Then, as shown in FIG. 3 (I), CV
The third polycrystalline silicon film 113 is formed by using the D method. Next, after burying a resist in the recess 112, boron of a dose amount of 10 15 to 10 16 cm -2 is added to the polycrystalline silicon 1 with an acceleration energy of 20 to 40 keV by using an ion implantation method.
13 to remove the resist in the recess 112,
The polycrystalline silicon 113 formed on the entire surface including the bottom of the recess 112 by thermal oxidation at 800 to 900 ° C. is used as a silicon oxide film 114 as shown in FIG.

【0027】このとき、前記レジストがないため、高濃
度に硼素がドープされた凹部112以外の多結晶シリコ
ン領域は、凹部112底部の多結晶シリコン領域に比べ
て酸化速度が速く、2〜3倍の膜厚のシリコン酸化膜1
14が形成されることになる。
At this time, since there is no resist, the polycrystalline silicon region other than the recess 112, which is heavily doped with boron, has a higher oxidation rate than the polycrystalline silicon region at the bottom of the recess 112, which is 2-3 times higher. Thickness of silicon oxide film 1
14 will be formed.

【0028】次に、図3(K)に示すように、シリコン
酸化膜114を異方性エッチングによって、N- 型エピ
タキシャル層103を露出させる。このとき第2の多結
晶シリコン109上のシリコン酸化膜114は膜厚差の
ため残留する。
Next, as shown in FIG. 3K, the silicon oxide film 114 is anisotropically etched to expose the N -- type epitaxial layer 103. At this time, the silicon oxide film 114 on the second polycrystalline silicon 109 remains because of the film thickness difference.

【0029】続いて、N- 型エピタキシャル層103を
薄く酸化して50〜100Å程度シリコン酸化膜(図示
せず)を形成した後、レジストパターンを用い、内部ベ
ース領域115のみ選択的にイオン注入法で硼素を打ち
込み(加速エネルギーは10〜30keV、ドーズ量は
1013cm-2程度)、そのベース領域115形成後レジ
ストを除去する。
Subsequently, the N -- type epitaxial layer 103 is thinly oxidized to form a silicon oxide film (not shown) of about 50 to 100 Å, and then a resist pattern is used to selectively ion-inject only the internal base region 115. Then, boron is implanted (acceleration energy is 10 to 30 keV, dose is about 10 13 cm -2 ) and the resist is removed after the base region 115 is formed.

【0030】次にアニールを行って、内部ベース領域
(活性ベース)115と、多結晶シリコン108aから
の硼素の拡散によって形成される外部ベース領域(不活
性ベース)116a,116bを内部ベース115と接
続する。また、このとき、外部ベース116a,116
bは拡散により、内部ベース115と反対側の部分は導
電性膜である多結晶シリコン酸化膜107と接触する。
Next, annealing is performed to connect the internal base region (active base) 115 and the external base regions (inactive base) 116a and 116b formed by diffusion of boron from the polycrystalline silicon 108a to the internal base 115. To do. At this time, the external bases 116a, 116
Since b is diffused, the portion opposite to the internal base 115 comes into contact with the polycrystalline silicon oxide film 107 which is a conductive film.

【0031】つまり、外部ベース領域116a,116
bを内部ベース領域115の周辺に、自己整合的に形成
するのである。
That is, the external base regions 116a, 116
b is formed around the internal base region 115 in a self-aligned manner.

【0032】次に、図3(L)に示すように、N- 型エ
ピタキシャル層103上の薄いシリコン酸化膜(図示せ
ず)を除去した後、多結晶シリコンを形成しイオン注入
法を用いて砒素をこの多結晶シリコンに注入し(加速エ
ネルギーは40keV、ドーズ量は1016cm-2
度)、エミッタ多結晶シリコン電極117a、コレクタ
多結晶シリコン電極117bを形成する。
Next, as shown in FIG. 3L, after removing the thin silicon oxide film (not shown) on the N -- type epitaxial layer 103, polycrystalline silicon is formed and ion implantation is used. Arsenic is implanted into this polycrystalline silicon (acceleration energy is 40 keV, dose is about 10 16 cm -2 ) to form an emitter polycrystalline silicon electrode 117a and a collector polycrystalline silicon electrode 117b.

【0033】砒素をドーピングした多結晶シリコン11
7a,117bをシリコン酸化膜118で覆った後、ア
ニールを行なって多結晶シリコン117a,117bか
らの砒素の拡散により、エミッタ領域119を形成す
る。
Arsenic-doped polycrystalline silicon 11
7a and 117b are covered with silicon oxide film 118, and then annealed to diffuse arsenic from polycrystalline silicon 117a and 117b to form emitter region 119.

【0034】このとき、コレクタ引き出し部120にも
砒素が拡散されてコレクタ抵抗を引き下げる。この後、
図3(M)に示すように、エミッタ・ベースコレクタの
コンタクトホールを開孔し、さらに金属電極121a,
121b,121cを形成する。
At this time, arsenic is also diffused in the collector lead-out portion 120 to lower the collector resistance. After this,
As shown in FIG. 3M, the contact holes of the emitter / base collector are opened, and the metal electrodes 121a,
121b and 121c are formed.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、この発明に
よれば、バイポーラ型半導体集積回路装置における不活
性ベース領域を活性ベース領域の周辺のみに自己整合的
に形成するようにしたので、ベース・コレクタ間の接合
容量を大幅に削減することが可能になった。すなわち、
従来は活性ベース領域と素子分離酸化膜領域とのマスク
合わせ余裕を含んだ分離酸化膜端までの広い領域に、不
活性ベース領域を形成する必要があったが、本発明で
は、自己接合化により、窒化膜パターンのマスク合わせ
余裕にかかわらず、活性ベース領域周辺のみに素子分離
膜に接触もせず、必要最小限の不活性ベース領域を形成
できるようになり、寄生容量の削減ができ、一層の高速
動作が可能になった。また、従来のように窒化膜パター
ン形成の際のマスク合わせの余裕を大きく確保する必要
もないので、微細化に寄与すること大である。
As described in detail above, according to the present invention, the inactive base region in the bipolar semiconductor integrated circuit device is formed in a self-aligned manner only around the active base region.・ It has become possible to significantly reduce the junction capacitance between collectors. That is,
Conventionally, it was necessary to form the inactive base region in a wide region up to the edge of the isolation oxide film including the mask alignment margin between the active base region and the element isolation oxide film region. Despite the mask alignment margin of the nitride film pattern, the minimum necessary inactive base region can be formed without contacting the element isolation film only around the active base region, and the parasitic capacitance can be reduced. High-speed operation has become possible. Further, it is not necessary to secure a large margin for mask alignment at the time of forming a nitride film pattern as in the conventional case, which greatly contributes to miniaturization.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例の工程断面図(その1)FIG. 1 is a process sectional view of an embodiment of the present invention (No. 1)

【図2】本発明の実施例の工程断面図(その2)FIG. 2 is a process sectional view of the embodiment of the present invention (No. 2)

【図3】本発明の実施例の工程断面図(その3)FIG. 3 is a process sectional view of the embodiment of the present invention (No. 3)

【図4】従来例の工程断面図FIG. 4 is a process sectional view of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 基板(p型) 103 エピタキシャル層(n型) 104 素子分離膜 105 第1の多結晶シリコン膜 106a,b シリコン窒化膜 107 多結晶シリコン酸化膜 108a,b 多結晶シリコン膜 109,111 第2の多結晶シリコン膜 110,112 レジスト 113 第3の多結晶シリコン膜 114,118 シリコン酸化膜 115 内部ベース領域(活性ベース) 116a,b 外部ベース領域(不活性ベース) 117a エミッタ電極 117b コレクタ電極 119 エミッタ領域 101 substrate (p-type) 103 epitaxial layer (n-type) 104 element isolation film 105 first polycrystalline silicon film 106a, b silicon nitride film 107 polycrystalline silicon oxide film 108a, b polycrystalline silicon film 109, 111 second Polycrystalline silicon film 110, 112 Resist 113 Third polycrystalline silicon film 114, 118 Silicon oxide film 115 Internal base region (active base) 116a, b External base region (inactive base) 117a Emitter electrode 117b Collector electrode 119 Emitter region

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)半導体基板上に、第1の導電性膜
を形成し、その上に少なくともトランジスタのエミッタ
・ベース領域となる部分に対応した所定箇所に耐酸化性
膜を形成する工程、 (b)前記第1の導電性膜を前記耐酸化性膜をマスクに
して酸化し、前記第1の導電性膜を前記酸化によって前
記耐酸化性膜下にバーズビークが形成されるようにし、
その後、前記耐酸化性膜を除去して、不純物を導入し
て、前記酸化された第1の導電性膜も前記耐酸化性膜の
マスクのため酸化されなかった第1の導電性膜も導電性
膜化する工程、 (c)前記バーズビークによるひさし形状の下に、前記
第1の導電性膜が残るように前記耐酸化性膜下にあった
第1の導電性膜を除去する工程、 (d)全面に第2の導電性膜を形成し、ここまで形成さ
れた構造の少なくともエミッタ形成領域対応の部分の凹
部をレジストで埋め込んで不純物を導入し、該凹部底面
に該不純物が拡散されないようにする工程、 (e)前記第2の導電性膜の少なくともエミッタ形成領
域対応部分に開口部を形成する工程、 (f)全面に第3の導電性膜を形成して、これでできた
構造の少なくともエミッタ形成領域対応の部分の凹部に
レジストを埋め込んで不純物を導入し、該凹部底面に該
不純物が拡散されないようにする工程、 (g)前記レジストを除去し、前記第3の導電性膜を絶
縁膜化し、少なくともエミッタ形成領域対応の部分に開
口部を形成する工程、 (h)前記開口部底面の半導体基板に不純物を導入して
活性ベース領域を形成し、前記(c)項の工程で残って
いる不純物を含んだ第1の導電性膜より、その下部の半
導体基板に不純物を拡散して不活性ベース領域を形成す
る工程、 以上の工程を含む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。
1. A step of: (a) forming a first conductive film on a semiconductor substrate, and forming an oxidation resistant film on the first conductive film at a predetermined position corresponding to at least a portion to be an emitter / base region of a transistor. (B) The first conductive film is oxidized by using the oxidation resistant film as a mask, and the first conductive film is oxidized to form a bird's beak under the oxidation resistant film,
Then, the oxidation resistant film is removed, impurities are introduced, and the oxidized first conductive film and the unoxidized first conductive film are conductive due to the mask of the oxidation resistant film. Forming a conductive film, (c) removing the first conductive film under the oxidation resistant film so that the first conductive film remains under the eaves shape by the bird's beak, d) A second conductive film is formed on the entire surface, and at least the recess corresponding to the emitter formation region of the structure formed up to this point is filled with a resist to introduce impurities so that the impurities are not diffused to the bottom of the recess. And (e) a step of forming an opening in at least a portion corresponding to the emitter formation region of the second conductive film, (f) a third conductive film formed over the entire surface, and a structure formed thereby. At least the recess corresponding to the emitter formation region A step of burying a resist in the step of introducing impurities to prevent the impurities from diffusing into the bottom surface of the recess, (g) removing the resist, converting the third conductive film into an insulating film, and at least corresponding to the emitter formation region A step of forming an opening in the portion of (c), (h) an impurity is introduced into the semiconductor substrate on the bottom surface of the opening to form an active base region, and the first impurity-containing first step is added. And a step of forming an inactive base region by diffusing impurities from the conductive film to a semiconductor substrate thereunder, the method for manufacturing a bipolar semiconductor integrated circuit device, comprising:
【請求項2】 前記(a)工程の第1の導電性膜の下に
絶縁膜を形成し、前記(c)工程の耐酸化性膜下にあっ
た第1の導電性膜を除去した後、少なくともエミッタ形
成領域対応部分の前記絶縁膜を除去する工程を加えたこ
とを特徴とする請求項1記載のバイポーラ型半導体集積
回路装置の製造方法。
2. An insulating film is formed under the first conductive film in the step (a), and the first conductive film under the oxidation resistant film in the step (c) is removed. 2. The method for manufacturing a bipolar semiconductor integrated circuit device according to claim 1, further comprising a step of removing at least the insulating film in a portion corresponding to the emitter formation region.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6124181A (en) * 1998-03-30 2000-09-26 Nec Corporation Method for manufacturing bipolar transistor capable of suppressing deterioration of transistor characteristics

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