JPH08167613A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPH08167613A
JPH08167613A JP31194094A JP31194094A JPH08167613A JP H08167613 A JPH08167613 A JP H08167613A JP 31194094 A JP31194094 A JP 31194094A JP 31194094 A JP31194094 A JP 31194094A JP H08167613 A JPH08167613 A JP H08167613A
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JP
Japan
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layer
base
emitter
base layer
oxide film
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Withdrawn
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JP31194094A
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English (en)
Inventor
Hisakazu Miyajima
久和 宮島
Shuichiro Yamaguchi
周一郎 山口
Yoshiyuki Sugiura
義幸 杉浦
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】パターンの合わせ誤差に左右されることなくベ
ース層に対するエミッタ層の割合を大きくして微細化を
図る。 【構成】コレクタとなるエピタキシャル層3を半導体基
板1上に形成する。エピタキシャル層3の上面にLOC
OS酸化膜9を形成し、ベース層7を形成する部分を開
口する。この開口部内にp型不純物を拡散して島状のベ
ース層7を自己整合的に形成する。さらに、ベース層7
の中央部をコンタクト孔13形成のためにマスクし、中
央部の周囲に選択的にn型不純物を拡散してエミッタ層
8を形成する。このとき、LOCOS酸化膜9によりエ
ミッタ層8は自己整合的に形成される。これにより、ベ
ース層7に対するエミッタ層8の面積を大きくすること
ができるとともにベース抵抗も低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置及びその製
造方法に関し、特にバイポーラトランジスタに関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】図9に従来のNPNトランジスタの構造
を示す。同図において、p型の半導体基板1の上部には
高濃度のn型埋め込み層2及び埋め込み層2を挟むよう
に予備分離拡散層4が形成され、さらにその上にn型の
エピタキシャル層3が形成されている。また、エピタキ
シャル層3の内部には、エピタキシャル層3の上面から
予備分離拡散層4に達する上方向からのp+ 分離層5
と、エピタキシャル層3の上面から埋め込み層2に達す
る上方向からのn+ コレクタ層6が形成されるととも
に、n+ コレクタ層6とp+ 分離層5とに挟まれるよう
にエピタキシャル層3の表面内部にp型ベース層7が形
成されている。このp型ベース層7内にn型エミッタ層
8が形成され、上記のn+ コレクタ層6、p型ベース層
7及びn型エミッタ層8のコンタクト孔を除くエピタキ
シャル層3の表面にはLOCOS酸化膜9が形成されて
いる。そして、n型エミッタ層8の上面には多結晶シリ
コン層10が形成され、その上に全体に層間絶縁膜11
が形成されるとともにコンタクト孔内にはアルミによっ
て電極12が形成されている。
【0003】また、ベース層7はLOCOS酸化膜9を
用いて自己整合的に形成されている。コレクタ層6とエ
ミッタ層8は別々に形成されており、特に浅い接合が要
求されるエミッタ層8は、ベース層7内のエミッタ層8
を形成する予定の領域上に多結晶シリコン層10を形成
した後、この多結晶シリコン層10を介してn型不純物
の拡散を行なうことで形成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述のようなNPNト
ランジスタにおいては、エミッタ層8をベース層7内に
形成しているため、エミッタ層8を形成するためのパタ
ーンの合わせ余裕が必要となる。そのため、ベース層7
に対するエミッタ層8の割合が小さくなってしまい、ま
た、ベース抵抗も高くなってしまうために微細化が図れ
ないという問題があった。
【0005】そこで、上記問題を解決するものとして図
10に示す構造を有するNPNトランジスタが提案され
ている。このNPNトランジスタにおいては、ベース層
7の一部をLOCOS酸化膜9により自己整合的に形成
することで、微細化によるベース層7に対するエミッタ
層8の割合の低下を低減することができるようにしてい
る。しかしながら、このような構造を有するNPNトラ
ンジスタにあっても、エミッタ層8を形成するためのパ
ターンの合わせ誤差によりエミッタ層8の面積が左右さ
れるために安定した特性が得られないという問題があっ
た。
【0006】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、パターンの合わせ誤差に左右されることなく
ベース層に対するエミッタ層の割合を大きくして微細化
の図れる半導体装置及びその製造方法を提供しようとす
るものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、上記
目的を達成するために、第1導電型の半導体基板と、こ
の半導体基板上に形成されコレクタ層となる第2導電型
の半導体層と、この半導体層の上面内に形成された第1
導電型のベース層と、ベース層の上面内に形成された第
2導電型のエミッタ層とを有する半導体装置において、
ベース層及びエミッタ層を半導体層の表面に形成した表
面酸化膜により自己整合的に形成し、ベース層の表面の
表面酸化膜と接していない部分にコンタクト孔を設ける
とともにコンタクト孔以外のベース層の表面内部の略全
面にエミッタ層を自己整合的に形成したことを特徴とす
る。
【0008】請求項2の発明は、請求項1の発明におけ
る半導体装置の製造方法であって、第1導電型の半導体
基板上にコレクタ層となる第2導電型の半導体層をエピ
タキシャル形成する工程と、この半導体層上に酸化膜を
形成する工程と、ベース領域となる部分に対応した開口
部を酸化膜に形成する工程と、開口部より半導体層に第
1導電型の不純物を注入してベース層を形成する工程
と、開口部の周縁を除く開口部内においてコンタクト孔
を形成する部分をパターニングによりマスクする工程
と、開口部よりコンタクト孔形成部を除いてベース層に
第2導電型の不純物を注入してエミッタ層を形成する工
程とを有することを特徴とする。
【0009】
【作用】上記構成によれば、ベース層及びエミッタ層を
半導体層の表面に形成した表面酸化膜により自己整合的
に形成し、ベース層の表面の表面酸化膜と接していない
部分にコンタクト孔を設けるとともにコンタクト孔以外
のベース層の表面内部の略全面にエミッタ層を自己整合
的に形成したので、ベース層に対してエミッタ層を大き
くすることができるとともにベース抵抗を低減すること
ができ、またエミッタ層を形成するためのパターンの合
わせ誤差にエミッタ層の面積が左右されることがないも
のである。その結果、半導体装置の微細化及び高周波特
性の改善を図ることができる。
【0010】また、請求項2の発明によれば、ベース層
及びエミッタ層を容易に自己整合的に形成することがで
きる。
【0011】
【実施例】以下、図1乃至図8を参照して本発明の一実
施例を詳細に説明する。図1は本実施例におけるNPN
トランジスタの構造を示す側面断面図である。図1に示
すように、本実施例の基本構造は図9あるいは図10に
示した従来例の構造とほぼ共通である。すなわち、p型
の半導体基板1の上部に高濃度のn型埋め込み層2及び
埋め込み層2を挟むように予備分離拡散層4が形成さ
れ、さらにその上にコレクタとなるn型のエピタキシャ
ル層3が形成されている。また、エピタキシャル層3の
内部には、エピタキシャル層3の上面から予備分離拡散
層4に達する上方向からのp+ 分離層5と、エピタキシ
ャル層3の上面から埋め込み層2に達する上方向からの
+ コレクタ層6が形成されるとともに、n+ コレクタ
層6とp + 分離層5とに挟まれるようにエピタキシャル
層3の表面内部にp型ベース層7が形成されている。こ
のp型ベース層7内にn型エミッタ層8が形成され、上
記のn+ コレクタ層6、p型ベース層7及びn型エミッ
タ層8のコンタクト孔13を除くエピタキシャル層3の
表面にはLOCOS酸化膜9が形成されている。そし
て、n型エミッタ層8の上面には多結晶シリコン層10
が形成され、その上に全体に層間絶縁膜11が形成され
るとともにコンタクト孔13内にはアルミによってコレ
クタ電極12a、ベース電極12b、エミッタ電極12
cがそれぞれ形成されている。
【0012】次に、本実施例におけるNPNトランジス
タの製造方法について図2乃至図8を参照して説明す
る。まず、図2に示すようにp型の半導体基板1上に高
濃度のn型埋め込み層2及び予備分離拡散層4を形成
し、さらにその上からコレクタとなるn型エピタキシャ
ル層3を形成する。そして、図3に示すように予備分離
拡散層4上部のエピタキシャル層3にパターニング技術
を用いてp型不純物を拡散させ、上方向からのp+ 分離
層5を形成する。なお、上記パターニング技術としては
例えばフォトリソグラフィを用い、エピタキシャル層3
の表面にフォトレジスト14を形成して所定のパターニ
ングを行なうようにすればよい。但し、パターニングに
ついてはフォトリソグラフィに限定するものではなく、
他のパターニング技術を用いてもよいことは言うまでも
ない。
【0013】次に図4に示すように、エピタキシャル層
3内の上方向からのp+ 分離層5に囲まれた領域内に、
同じくフォトリソグラフィのようなパターニング技術を
用いて選択的にn型不純物を拡散させ、上方向からのn
+ コレクタ層6を形成する。そして、フォトレジスト1
4を除去した後、図5に示すようにエピタキシャル層
3、p+ 分離層5及びn+ コレクタ層6の表面に窒化シ
リコン(SiN)膜等を用いてLOCOS酸化膜9を形
成する。このLOCOS酸化膜9とパターニング技術と
を用いてエピタキシャル層3の表面内部にp型不純物を
拡散し、図6に示すように島状にベース層7を形成す
る。このとき、ベース層7が形成される領域(ベース領
域)はLOCOS酸化膜9により自己整合的に決定され
る。
【0014】そして、LOCOS酸化膜9の膜厚の薄い
部分のうち、ベース層7が形成されたベース領域を除く
部分とベース層7の表面のコンタクト孔13を設ける中
央部とをパターニング技術を用いてマスクし、マスクし
ていないLOCOS酸化膜9の膜厚の薄い部分をエッチ
ングして開口する。その後、図7に示すように、エッチ
ングされて形成された開口部を含めてLOCOS酸化膜
9の上面全体にn型の多結晶シリコン10を堆積させ、
上記開口部よりベース層7の表面内部にn型不純物を拡
散し、ベース層7の表面内部の中央部を除く略全体すな
わち中央部の周囲に島状のエミッタ層8を形成する。こ
のとき、エミッタ層8が形成される領域(エミッタ領
域)の最外周はLOCOS酸化膜9のみにより自己整合
的に決定されるため、パターニングの合わせ誤差により
エミッタ層8の面積が左右されることがないという利点
がある。
【0015】それから、図8に示すように、エミッタ層
8の上面のエミッタ電極12cとのコンタクトに必要な
部分を除いて多結晶シリコン10を除去し、その後、図
1に示すように層間絶縁膜11を堆積し、コンタクト孔
を開口してアルミの電極層を形成してコレクタ電極12
a,ベース電極12b及びエミッタ電極12cを設け
る。
【0016】上述の構成によれば、NPNトランジスタ
のベース層7及びエミッタ層8をLOCOS酸化膜9を
用いて自己整合的に形成し、エミッタ層8をベース層7
の表面のコンタクト孔13が設けられる中央部を囲んで
略全面の表面内部に選択的に形成し、しかも、コンタク
ト孔13をLOCOS酸化膜9の周縁部を除いたベース
層7の表面内側に形成しているから、従来例に比較し
て、ベース層7に対するエミッタ層8の面積を大きくす
ることができるとともにベース抵抗も低減することがで
き、また、エミッタ層8を形成する際のパターンの合わ
せ誤差にエミッタ面積が左右されることもなくなる。そ
の結果、ベース抵抗を増大させることなく半導体装置の
微細化及び高周波特性の改善を図ることができる。
【0017】
【発明の効果】請求項1の発明は、第1導電型の半導体
基板と、この半導体基板上に形成されコレクタ層となる
第2導電型の半導体層と、この半導体層の上面内に形成
された第1導電型のベース層と、ベース層の上面内に形
成された第2導電型のエミッタ層とを有する半導体装置
において、ベース層及びエミッタ層を半導体層の表面に
形成した表面酸化膜により自己整合的に形成し、ベース
層の表面の表面酸化膜と接していない部分にコンタクト
孔を設けるとともにコンタクト孔以外のベース層の表面
内部の略全面にエミッタ層を自己整合的に形成したの
で、ベース層に対してエミッタ層を大きくすることがで
きるとともにベース抵抗を低減することができ、またエ
ミッタ層を形成するためのパターンの合わせ誤差にエミ
ッタ層の面積が左右されることがなく、その結果、半導
体装置の微細化及び高周波特性の改善を図ることができ
るという効果がある。
【0018】請求項2の発明は、第1導電型の半導体基
板上にコレクタ層となる第2導電型の半導体層をエピタ
キシャル形成する工程と、この半導体層上に酸化膜を形
成する工程と、ベース領域となる部分に対応した開口部
を酸化膜に形成する工程と、開口部より半導体層に第1
導電型の不純物を注入してベース層を形成する工程と、
開口部の周縁を除く開口部内においてコンタクト孔を形
成する部分をパターニングによりマスクする工程と、開
口部よりコンタクト孔形成部を除いてベース層に第2導
電型の不純物を注入してエミッタ層を形成する工程とを
有するので、ベース層及びエミッタ層を容易に自己整合
的に形成して半導体装置を製造することができるという
効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例を示す側面断面図である。
【図2】同上の製造工程を説明する図である。
【図3】同上の製造工程を説明する図である。
【図4】同上の製造工程を説明する図である。
【図5】同上の製造工程を説明する図である。
【図6】同上の製造工程を説明する図である。
【図7】同上の製造工程を説明する図である。
【図8】同上の製造工程を説明する図である。
【図9】従来例を示す側面断面図である。
【図10】他の従来例を示す側面断面図である。
【符号の説明】
3 エピタキシャル層 6 n+ コレクタ層 7 ベース層 8 エミッタ層 9 LOCOS酸化膜 13 コンタクト孔

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1導電型の半導体基板と、この半導体
    基板上に形成されコレクタ層となる第2導電型の半導体
    層と、この半導体層の上面内に形成された第1導電型の
    ベース層と、ベース層の上面内に形成された第2導電型
    のエミッタ層とを有する半導体装置において、ベース層
    及びエミッタ層を半導体層の表面に形成した表面酸化膜
    により自己整合的に形成し、ベース層の表面の表面酸化
    膜と接していない部分にコンタクト孔を設けるとともに
    コンタクト孔以外のベース層の表面内部の略全面にエミ
    ッタ層を自己整合的に形成したことを特徴とする半導体
    装置。
  2. 【請求項2】 第1導電型の半導体基板上にコレクタ層
    となる第2導電型の半導体層をエピタキシャル形成する
    工程と、この半導体層上に酸化膜を形成する工程と、ベ
    ース領域となる部分に対応した開口部を酸化膜に形成す
    る工程と、開口部より半導体層に第1導電型の不純物を
    注入してベース層を形成する工程と、開口部の周縁を除
    く開口部内においてコンタクト孔を形成する部分をパタ
    ーニングによりマスクする工程と、開口部よりコンタク
    ト孔形成部を除いてベース層に第2導電型の不純物を注
    入してエミッタ層を形成する工程とを有することを特徴
    とする半導体装置の製造方法。
JP31194094A 1994-12-15 1994-12-15 半導体装置及びその製造方法 Withdrawn JPH08167613A (ja)

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Effective date: 20020305