JPH09186169A - Manufacturing method of bipolar transistor - Google Patents

Manufacturing method of bipolar transistor

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JPH09186169A
JPH09186169A JP7343078A JP34307895A JPH09186169A JP H09186169 A JPH09186169 A JP H09186169A JP 7343078 A JP7343078 A JP 7343078A JP 34307895 A JP34307895 A JP 34307895A JP H09186169 A JPH09186169 A JP H09186169A
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JP
Japan
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forming
region
conductive film
impurity
emitter region
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JP7343078A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazufumi Naruse
一史 成瀬
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Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 サイドウォール形成の際に、ドライエッチン
グが必要であり、エミッタ領域となるべき半導体表面が
ドライエッチングにさらされることになり、ドライエッ
チングによる損傷、欠陥等が半導体基板に導入される可
能性がある。 【解決手段】 ベース領域表面に熱酸化膜5及び第1酸
化膜6を形成する。次に、酸化膜5、6にエミッタ領域
形成のための不純物を導入する開口部を形成し、少なく
とも開口部を覆うようにポリシリコン膜を形成する。次
に、酸化膜を少なくともポリシリコン膜上に形成し、エ
ッチバックすることにより、開口部周縁領域の段差部に
サイドウォール10を形成する。次に、ポリシリコン膜
中に不純物をイオン注入し、不純物をベース領域7に拡
散させ、高度エミッタ領域12及び低濃度エミッタ領域
13とを同時に形成する。
(57) Abstract: Dry etching is required at the time of forming a sidewall, and a semiconductor surface to be an emitter region is exposed to dry etching, and damage, defects, and the like due to dry etching are caused in a semiconductor substrate. May be introduced to. A thermal oxide film and a first oxide film are formed on the surface of a base region. Next, an opening for introducing impurities for forming an emitter region is formed in the oxide films 5 and 6, and a polysilicon film is formed so as to cover at least the opening. Next, an oxide film is formed at least on the polysilicon film and etched back to form the sidewall 10 at the step portion in the peripheral region of the opening. Next, impurities are ion-implanted into the polysilicon film to diffuse the impurities into the base region 7 to simultaneously form the high-emitter region 12 and the low-concentration emitter region 13.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、バイポーラトラン
ジスタ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 transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】通常のnpnバイポーラトランジスタの
エミッタ・ベース間の耐圧は5〜10V程度であり、高
濃度のエミッタ拡散とベース拡散とが近接しているた
め、エミッタ・ベース間に逆バイアスがかかった場合、
ツェナー性のリーク電流が発生し、ホットキャリアによ
る電流増幅率(hFE)の劣化が起こるという問題点があ
った。この問題点の改善方法として、エミッタ拡散の周
囲により低濃度のエミッタ領域を形成する方法が提案さ
れている。
2. Description of the Related Art A normal npn bipolar transistor has a withstand voltage between the emitter and the base of about 5 to 10 V, and since a high concentration of the emitter diffusion and the base diffusion are close to each other, a reverse bias is applied between the emitter and the base. If
There has been a problem that a zener leak current is generated and the current amplification factor (h FE ) is deteriorated by hot carriers. As a method of improving this problem, a method of forming a low concentration emitter region around the emitter diffusion has been proposed.

【0003】一般的には、不純物を含んだ膜をエミッタ
領域となるベース領域層表面に形成し、この膜から不純
物を熱拡散させることによって、エミッタ拡散を行う
が、例えば、図6に示すように特開平4−305934
号公報では、ベース領域28形成後、全面に絶縁膜30
を形成した後、エミッタ拡散用の窓あけを行い(図6
(a))、続いてn型不純物を高濃度に含んだ絶縁物を
形成し、全面エッチングして、上記窓あけ部の側面にサ
イドウォール33を形成する(図6(b))。
Generally, a film containing impurities is formed on the surface of a base region layer serving as an emitter region, and the impurities are thermally diffused from the film to perform the emitter diffusion. For example, as shown in FIG. Japanese Patent Laid-Open No. 4-305934
In the publication, after forming the base region 28, the insulating film 30
After forming the, a window is opened for diffusion of the emitter (see FIG. 6).
(A)) Then, an insulator containing a high concentration of n-type impurities is formed, and the entire surface is etched to form a sidewall 33 on the side surface of the window opening (FIG. 6B).

【0004】次に、上記窓あけ部を覆うようにn+エミ
ッタ電極34を形成し、それぞれエミッタ電極34及び
サイドウォール部33から不純物を拡散させ、低濃度エ
ミッタ領域36及び高濃度エミッタ領域35を形成して
いる(図6(c))。尚、このエミッタ電極への不純物
の導入は、拡散炉を用いた気相拡散でもイオン注入装置
を用いたイオン注入でもどちらでもよい。
Next, an n + emitter electrode 34 is formed so as to cover the window opening, impurities are diffused from the emitter electrode 34 and the sidewall portion 33, respectively, and a low concentration emitter region 36 and a high concentration emitter region 35 are formed. Are formed (FIG. 6C). The impurities may be introduced into the emitter electrode by either vapor phase diffusion using a diffusion furnace or ion implantation using an ion implantation device.

【0005】図6は従来のバイポーラトランジスタの製
造工程を示す図である。また、図6において、21はp
型シリコン基板、22はn+埋め込み層、23はn-エピ
タキシャル層、24は素子間分離絶縁膜、25はn+
散層、26はp+外部ベース領域、28はp-真性ベース
領域、29はp+ポリシリコン膜、30は絶縁層、33
はサイドウォール、34はエミッタ電極を示す。
FIG. 6 is a diagram showing a manufacturing process of a conventional bipolar transistor. Further, in FIG. 6, 21 is p
Silicon substrate, 22 is an n + buried layer, 23 is an n epitaxial layer, 24 is an element isolation insulating film, 25 is an n + diffusion layer, 26 is a p + external base region, 28 is a p intrinsic base region, 29 Is a p + polysilicon film, 30 is an insulating layer, 33
Is a sidewall, and 34 is an emitter electrode.

【0006】上述の方法では、エミッタ電極部より高濃
度のエミッタ領域が形成され、サイドウォール部より低
濃度のエミッタ領域が、高濃度のエミッタ領域の周りに
形成されるため、エミッタ−ベース耐圧を高く保つこと
が可能となる。
In the above method, since the emitter region having a higher concentration than the emitter electrode portion is formed and the emitter region having a lower concentration than the sidewall portion is formed around the high concentration emitter region, the emitter-base breakdown voltage is increased. It is possible to keep it high.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
バイポーラトランジスタの製造方法では、サイドウォー
ル形成の際に、ドライエッチングが必要であり、エミッ
タ領域となるべき半導体表面がドライエッチングにさら
されることになる。このため、ドライエッチングによる
損傷、欠陥及びコンタミネーションが半導体基板に導入
される可能性があり、これらによるコレクタ−エミッタ
間の耐圧不良、hFEの劣化等のトランジスタ特性不良を
おこす可能性がある。
However, in the above-described method of manufacturing a bipolar transistor, dry etching is required when forming the sidewalls, and the semiconductor surface to be the emitter region is exposed to dry etching. . Therefore, there is a possibility that damage, defects, and contamination due to dry etching may be introduced into the semiconductor substrate, and these may cause a transistor characteristic defect such as a collector-emitter breakdown voltage defect and h FE deterioration.

【0008】本発明は、エミッタ領域となるエピタキシ
ャル層表面をドライエッチングすることなく、高濃度エ
ミッタ領域周囲に低濃度エミッタ領域が形成されたバイ
ポーラトランジスタを提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a bipolar transistor in which a low-concentration emitter region is formed around a high-concentration emitter region without dry etching the surface of an epitaxial layer which will be the emitter region.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の本発明の
バイポーラトランジスタの製造方法は、半導体基板上に
埋め込み拡散層及びエピタキシャル層を形成し、該エピ
タキシャル層にベース領域を形成する工程と、該ベース
領域表面に所定の厚さの第1絶縁膜を形成する工程と、
該第1絶縁膜にエミッタ領域形成のための不純物を導入
する開口部を形成し、少なくとも上記開口部を覆うよう
に不純物を拡散供給する導電膜を形成する工程と、第2
絶縁膜を少なくとも上記導電膜上に形成し、エッチバッ
クすることにより、上記開口部周縁領域の段差部にサイ
ドウォールを形成する工程と、上記導電膜中に不純物を
イオン注入する工程と、上記導電膜から不純物を上記ベ
ース領域に拡散させ、高濃度エミッタ領域と低濃度エミ
ッタ領域とを同時に形成する工程とを有することを特徴
とするものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a bipolar transistor, comprising the steps of forming a buried diffusion layer and an epitaxial layer on a semiconductor substrate, and forming a base region in the epitaxial layer. Forming a first insulating film having a predetermined thickness on the surface of the base region;
A step of forming an opening for introducing an impurity for forming an emitter region in the first insulating film, and forming a conductive film for diffusing and supplying the impurity so as to cover at least the opening;
Forming an insulating film on at least the conductive film and etching back to form a sidewall in the step portion of the opening peripheral region; a step of ion-implanting impurities into the conductive film; And diffusing impurities from the film into the base region to simultaneously form a high-concentration emitter region and a low-concentration emitter region.

【0010】また、請求項2記載の本発明のバイポーラ
トランジスタの製造方法は、半導体基板上に埋め込み拡
散層及びエピタキシャル層を形成し、該エピタキシャル
層にベース領域を形成する工程と、該ベース領域表面に
所定の厚さの第1絶縁膜を形成する工程と、該第1絶縁
膜にエミッタ領域形成のための不純物を導入する開口部
を形成し、全面に不純物を拡散供給する導電膜を形成し
た後、上記全面に形成された導電膜中に不純物を、不純
物濃度ピークが上記ベース領域と上記導電膜との略界面
にくるようなエネルギーによりイオン注入する工程と、
該導電膜から不純物を上記ベース領域に拡散させ、高濃
度エミッタ領域と低濃度エミッタ領域とを同時に形成す
る工程とを有することを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a bipolar transistor in which a buried diffusion layer and an epitaxial layer are formed on a semiconductor substrate, a base region is formed in the epitaxial layer, and a surface of the base region. A step of forming a first insulating film having a predetermined thickness, an opening for introducing an impurity for forming an emitter region is formed in the first insulating film, and a conductive film for diffusing the impurity is formed over the entire surface. After that, a step of ion-implanting impurities into the conductive film formed on the entire surface with energy such that the impurity concentration peak comes to approximately the interface between the base region and the conductive film,
A step of diffusing impurities from the conductive film into the base region to simultaneously form a high concentration emitter region and a low concentration emitter region.

【0011】更に、請求項3記載の本発明のバイポーラ
トランジスタの製造方法は、半導体基板上に埋め込み拡
散層及びエピタキシャル層を形成し、該エピタキシャル
層にベース領域を形成する工程と、該ベース領域表面に
所定の厚さの第1絶縁膜を形成する工程と、該第1絶縁
膜にエミッタ領域形成のための不純物を導入する開口部
を形成し、全面に不純物を拡散供給する導電膜を形成し
た後、第2絶縁膜を少なくとも上記導電膜上に形成し、
エッチバックすることにより、上記開口部周縁領域の段
差部にサイドウォールを形成する工程と、上記導電膜中
に不純物を、不純物濃度ピークが上記ベース領域と上記
導電膜との略界面にくるようなエネルギーによりイオン
注入する工程と、該導電膜から不純物を上記ベース領域
に拡散させ、高濃度エミッタ領域と低濃度エミッタ領域
とを同時に形成する工程とを有することを特徴とするも
のである。
Further, a method of manufacturing a bipolar transistor according to the present invention is the step of forming a buried diffusion layer and an epitaxial layer on a semiconductor substrate, forming a base region in the epitaxial layer, and the surface of the base region. A step of forming a first insulating film having a predetermined thickness, an opening for introducing an impurity for forming an emitter region is formed in the first insulating film, and a conductive film for diffusing the impurity is formed over the entire surface. After that, a second insulating film is formed on at least the conductive film,
By etching back, a step of forming a sidewall in the step portion of the peripheral region of the opening, and an impurity in the conductive film so that an impurity concentration peak is at a substantially interface between the base region and the conductive film. It is characterized by including a step of implanting ions by energy and a step of diffusing impurities from the conductive film into the base region to simultaneously form a high concentration emitter region and a low concentration emitter region.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、実施の形態に基づいて、本
発明について詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the embodiments.

【0013】図1は本発明の第1の実施の形態のバイポ
ーラトランジスタの第1(前半)製造工程図であり、図
2は本発明の第1の実施の形態のバイポーラトランジス
タの第2(後半)製造工程図であり、図3は図1及び図
2に示す工程で形成されたバイポーラトランジスタの一
部拡大図であり、図4(a)は図3におけるA−A断面
におけるエミッタプロファイルを示す図であり、同
(b)は図3のB−B断面におけるエミッタプロファイ
ルを示す図であり、図5は本発明の第2の実施の形態の
バイポーラトランジスタの一部製造工程図である。
FIG. 1 is a first (first half) manufacturing process diagram of a bipolar transistor of a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a second (second half) of a bipolar transistor of the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a manufacturing process diagram, FIG. 3 is a partially enlarged view of the bipolar transistor formed in the process shown in FIGS. 1 and 2, and FIG. 4A shows an emitter profile in the AA cross section in FIG. FIG. 4B is a diagram showing an emitter profile in the BB cross section of FIG. 3, and FIG. 5 is a partial manufacturing process diagram of the bipolar transistor of the second embodiment of the present invention.

【0014】尚、図1乃至図3、図5において、1はp
型シリコン基板、2はn+埋め込み層、3はエピタキシ
ャル層、4はp型分離領域、5は熱酸化膜、6はCVD
法により形成された第1酸化膜、7はベース領域、8は
ポリシリコンエミッタ電極、9はポリシリコンコレクタ
電極、10は絶縁膜からなるサイドウォール、11はC
VD法により形成された第2酸化膜、12は高濃度エミ
ッタ領域、13は低濃度エミッタ領域、14は高濃度コ
レクタ取り出し領域、15は低濃度コレクタ取り出し領
域、16aはコレクタメタル電極、16bはエミッタメ
タル電極、16cはベースメタル電極、17はポリシリ
コン膜を示す。
In FIGS. 1 to 3 and 5, 1 is p
Type silicon substrate, 2 n + buried layer, 3 epitaxial layer, 4 p type isolation region, 5 thermal oxide film, 6 CVD
First oxide film formed by the method, 7 is a base region, 8 is a polysilicon emitter electrode, 9 is a polysilicon collector electrode, 10 is a sidewall made of an insulating film, and 11 is C.
A second oxide film formed by the VD method, 12 is a high concentration emitter region, 13 is a low concentration emitter region, 14 is a high concentration collector extraction region, 15 is a low concentration collector extraction region, 16a is a collector metal electrode, and 16b is an emitter. Metal electrodes, 16c are base metal electrodes, and 17 is a polysilicon film.

【0015】以下に、図1及び図2を用いて、本発明の
一の実施の形態のバイポーラトランジスタの製造工程を
説明する。まず、周知技術を用いて、p型シリコン基板
1上にn+埋め込み層2、エピタキシャル層3及びp型
分離領域4を形成する(図1(a))。その後、熱酸化
法により、エピタキシャル層3上に約50nm程度の熱
酸化膜5を形成し、続いて、ベース領域の部分に周知の
フォトリソグラフィ技術及びイオン注入技術を用いて、
本実施の形態では、ボロンを加速エネルギーを40Ke
Vとし、ドーズ量を5×1013ions/cm2とし
て、エピタキシャル層3にp型不純物を導入する。その
後、CVD法により、全面に約250nmの第1酸化膜
6を形成する(図1(b))。
The manufacturing process of the bipolar transistor according to the embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. First, the n + buried layer 2, the epitaxial layer 3, and the p-type isolation region 4 are formed on the p-type silicon substrate 1 by using a well-known technique (FIG. 1A). After that, a thermal oxide film 5 having a thickness of about 50 nm is formed on the epitaxial layer 3 by a thermal oxidation method, and subsequently, a well-known photolithography technique and an ion implantation technique are used for the base region.
In this embodiment, the acceleration energy of boron is set to 40 Ke.
V and a dose amount of 5 × 10 13 ions / cm 2 are introduced into the epitaxial layer 3 with p-type impurities. Then, the first oxide film 6 having a thickness of about 250 nm is formed on the entire surface by the CVD method (FIG. 1B).

【0016】次に、周知のフォトエッチング技術を用い
て、コレクタ取り出し部及びエミッタ領域となる領域の
熱酸化膜5及び第1酸化膜6を選択的に除去し、全面に
ポリシリコン膜を約200nm堆積させた後、ポリシリ
コン膜のパターニングを行い、ポリシリコンエミッタ電
極8及びポリシリコンコレクタ電極9を形成する(図1
(c))。ここで、不純物の拡散供給源となる導電層と
して、ポリシリコン膜を用いたが、アモルファスシリコ
ンも適用可能であり、本発明は、不純物の拡散供給源と
なる導電層であれば、ポリシリコン等に限定されるもの
ではない。
Next, using a well-known photoetching technique, the thermal oxide film 5 and the first oxide film 6 in the regions which will be the collector take-out portion and the emitter region are selectively removed, and a polysilicon film of about 200 nm is formed on the entire surface. After the deposition, the polysilicon film is patterned to form a polysilicon emitter electrode 8 and a polysilicon collector electrode 9 (FIG. 1).
(C)). Here, although the polysilicon film is used as the conductive layer serving as the impurity diffusion source, amorphous silicon is also applicable, and the present invention is applicable to the conductive layer serving as the impurity diffusion source such as polysilicon. It is not limited to.

【0017】尚、上記工程後の、第1酸化膜5及び熱酸
化膜4の開口部の側壁近傍でのポリシリコン膜の厚さ
は、酸化膜5、6の厚さ(250nm+50nm)+ポ
リシリコン膜の厚さ(200nm)の約500nmとな
り、また、開口部底面でのポリシリコン膜の厚さは20
0nmとなる。
After the above steps, the thickness of the polysilicon film near the side walls of the openings of the first oxide film 5 and the thermal oxide film 4 is the thickness of the oxide films 5 and 6 (250 nm + 50 nm) + polysilicon. The film thickness (200 nm) is about 500 nm, and the thickness of the polysilicon film at the bottom of the opening is 20 nm.
It becomes 0 nm.

【0018】次に、全面にCVD法により酸化膜を約4
50nm堆積させ、続いて全面異方性エッチングによ
り、ポリシリコンエミッタ電極8及びポリシリコンコレ
クタ電極9の段差部にサイドウォール10を形成する
(図2(a))。
Next, an oxide film of about 4 is formed on the entire surface by the CVD method.
The sidewalls 10 are formed on the step portions of the polysilicon emitter electrode 8 and the polysilicon collector electrode 9 by depositing 50 nm and then by anisotropic etching on the entire surface (FIG. 2A).

【0019】次に、例えばヒ素(As)を加速エネルギ
−を50KeV、ドーズ量を7×1015ions/cm
2の条件でイオン注入し、ポリシリコンエミッタ電極8
及びポリシリコンコレクタ電極9内に不純物を導入す
る。この際、図4(a)及び図4(b)に示すように、
ポリシリコン膜の薄い領域(図3のA−A断面部分)と
厚い領域(図3のB−B断面部分)とでは、同じドーズ
量がドープされているが、ポリシリコン膜の膜厚が異な
るので、不純物濃度としては異なる。尚、図4の縦軸は
不純物濃度を示しており、単位は任意としている。
Next, for example, arsenic (As) has an acceleration energy of 50 KeV and a dose of 7 × 10 15 ions / cm.
Ion implantation under the conditions of 2 and polysilicon emitter electrode 8
Then, impurities are introduced into the polysilicon collector electrode 9. At this time, as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b),
The thin region (A-A cross section of FIG. 3) and the thick region (BB cross-section of FIG. 3) of the polysilicon film are doped with the same dose amount, but the thickness of the polysilicon film is different. Therefore, the impurity concentration is different. The vertical axis of FIG. 4 represents the impurity concentration, and the unit is arbitrary.

【0020】その後、全面にCVD法により第2酸化膜
11を約400nm堆積させ、続いて窒素雰囲気中で、
920℃で100分間の熱処理を行い、不純物の活性化
及びポリシリコンエミッタ電極8及びポリシリコンコレ
クタ電極9からの不純物拡散によりエミッタ領域12、
13及びコレクタ取り出し領域14、15を形成する。
この際、ポリシリコンエミッタ電極8及びポリシリコン
コレクタ電極9の段差部に注入された不純物により、低
濃度エミッタ領域13及び低濃度コレクタ取り出し領域
15が形成され、ポリシリコンエミッタ電極8及びポリ
シリコンコレクタ電極9の平坦部に注入された不純物に
より高濃度エミッタ領域13及びコレクタ取り出し領域
15が形成される。
After that, a second oxide film 11 is deposited on the entire surface by the CVD method to a thickness of about 400 nm, and then in a nitrogen atmosphere,
A heat treatment is performed at 920 ° C. for 100 minutes to activate the impurities and diffuse the impurities from the polysilicon emitter electrode 8 and the polysilicon collector electrode 9 to form the emitter region 12.
13 and collector extraction regions 14 and 15 are formed.
At this time, the low-concentration emitter region 13 and the low-concentration collector lead-out region 15 are formed by the impurities injected into the step portion of the polysilicon emitter electrode 8 and the polysilicon collector electrode 9, and the polysilicon emitter electrode 8 and the polysilicon collector electrode 9 are formed. The high-concentration emitter region 13 and the collector extraction region 15 are formed by the impurities injected into the flat portion of 9.

【0021】次に、周知技術により、コンタクトホール
形成、メタライゼーションにより、コレクタメタル電極
16a、エミッタメタル電極16b及びベースメタル電
極16cを形成し、npnバイポーラトランジスタを完
成させる(図2(c))。
Next, the collector metal electrode 16a, the emitter metal electrode 16b and the base metal electrode 16c are formed by contact hole formation and metallization by a well-known technique to complete the npn bipolar transistor (FIG. 2 (c)).

【0022】上述の工程では、ダイドウォール形成工程
を行ったが、サイドウォール形成工程の代わりに、ポリ
シリコンエミッタ電極8及びポリシリコンコレクタ電極
9となるポリシリコン膜の膜厚をより厚くすることで、
ポリシリコン内の低濃度不純物領域を大きくしてもよ
い。
In the above process, the die wall forming process is performed. However, instead of the side wall forming process, the film thickness of the polysilicon film to be the polysilicon emitter electrode 8 and the polysilicon collector electrode 9 is increased. ,
The low concentration impurity region in the polysilicon may be enlarged.

【0023】しかしながら、ポリシリコン中での不純物
の拡散は非常に速いので、ポリシリコンエミッタ電極8
内の不純物濃度分布が一様になる傾向にあるので、この
サイドウォールをマスクにイオン注入をし、ポリシリコ
ンの膜厚の厚い部分と薄い部分との境界領域に不純物が
注入されていない領域を形成することで、上記不純物濃
度分布が一様になるのを抑制し、低濃度エミッタ領域1
3及び高濃度エミッタ領域12の不純物濃度差をより大
きくすることができるので、サイドウォール形成工程を
用いるほうが望ましい。
However, since the diffusion of impurities in polysilicon is very fast, the polysilicon emitter electrode 8
Since the impurity concentration distribution in the inside tends to be uniform, ion implantation is performed using this sidewall as a mask, and the boundary region between the thick and thin parts of the polysilicon film has a region not doped with impurities. By forming the impurity concentration distribution, it is possible to prevent the impurity concentration distribution from becoming uniform, and the low concentration emitter region 1 is formed.
3 and the high-concentration emitter region 12 can have a larger impurity concentration difference, so that it is preferable to use the sidewall formation step.

【0024】次に、図5を用いて、本発明の第2の実施
の形態のバイポーラトランジスタの製造工程を説明す
る。まず、周知技術を用いて、p型シリコン基板1上に
+埋め込み層2、エピタキシャル層3及びp型分離領
域4を形成する。その後、熱酸化法により、エピタキシ
ャル層3上に約50nm程度の熱酸化膜5を形成し、続
いて、ベース領域の部分に周知のフォトリソグラフィ技
術及びイオン注入技術を用いて、本実施の形態では、ボ
ロンを加速エネルギーを120KeVとし、ドーズ量を
5×1013ions/cm2として、エピタキシャル層
3にp型不純物を導入する。その後、CVD法により、
全面に約250nmの第1酸化膜6を形成する。以上の
工程は、ボロンのイオン注入時の加速エネルギーの値以
外は、第1の実施の形態の工程(図1(a)、図1
(b))と同じである。
Next, the manufacturing process of the bipolar transistor according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. First, the n + buried layer 2, the epitaxial layer 3 and the p-type isolation region 4 are formed on the p-type silicon substrate 1 using a well-known technique. After that, a thermal oxide film 5 having a thickness of about 50 nm is formed on the epitaxial layer 3 by a thermal oxidation method, and subsequently, a well-known photolithography technique and an ion implantation technique are used for a portion of the base region in the present embodiment. Then, the acceleration energy of boron is set to 120 KeV, the dose amount is set to 5 × 10 13 ions / cm 2 , and p-type impurities are introduced into the epitaxial layer 3. After that, by the CVD method,
A first oxide film 6 of about 250 nm is formed on the entire surface. The above steps are the same as those in the first embodiment (FIG. 1A, FIG.
It is the same as (b)).

【0025】次に、周知のフォトエッチング技術を用い
て、コレクタ取り出し部及びエミッタ領域となる領域の
熱酸化膜5及び第1酸化膜6を選択的に除去し、全面に
ポリシリコン膜17を約200nm堆積させる(図5
(a))。
Next, using a well-known photo-etching technique, the thermal oxide film 5 and the first oxide film 6 in the region serving as the collector extraction portion and the emitter region are selectively removed, and the polysilicon film 17 is formed on the entire surface. 200 nm is deposited (FIG. 5)
(A)).

【0026】次に、全面にCVD法により酸化膜を約4
50nm堆積させ、続いて全面異方性エッチングによ
り、開口部周縁の段差部にサイドウォール10を形成す
る。
Next, an oxide film of about 4 is formed on the entire surface by the CVD method.
After depositing 50 nm, the sidewalls 10 are formed on the step portion at the peripheral edge of the opening by anisotropic etching on the entire surface.

【0027】次に、ポリシリコン膜17とベース領域7
との略界面に不純物濃度のピークがくるように、例えば
リン(P)を加速エネルギーを約80KeV、ドーズ量
を7×1015ions/cm2の条件でイオン注入し、
ポリシリコン膜17内に不純物を導入する(図5
(b))。
Next, the polysilicon film 17 and the base region 7 are formed.
Ion implantation of phosphorus (P) under conditions of an acceleration energy of about 80 KeV and a dose of 7 × 10 15 ions / cm 2 so that a peak of the impurity concentration comes to the approximate interface with
Impurities are introduced into the polysilicon film 17 (FIG. 5).
(B)).

【0028】その後、ポリシリコン膜17をパターニン
グし、ポリシリコンエミッタ電極8及びポリシリコンコ
レクタ電極9を形成する。その後、上述の本発明の第1
の実施の形態と同様に、全面にCVD法により第2酸化
膜11を約400nm堆積させ、続いて窒素雰囲気中
で、920℃で100分間の熱処理を行い、不純物の活
性化及びポリシリコンエミッタ電極8及びポリシリコン
コレクタ電極9からの不純物拡散によりエミッタ領域1
2、13及びコレクタ取り出し領域14、15を形成す
る(図5(c))。
Then, the polysilicon film 17 is patterned to form a polysilicon emitter electrode 8 and a polysilicon collector electrode 9. Then, the first aspect of the present invention described above.
In the same manner as in the above embodiment, the second oxide film 11 is deposited on the entire surface by the CVD method to a thickness of about 400 nm, and then heat treatment is performed at 920 ° C. for 100 minutes in a nitrogen atmosphere to activate the impurities and the polysilicon emitter electrode. 8 and the emitter region 1 by diffusion of impurities from the polysilicon collector electrode 9.
2, 13 and collector extraction regions 14, 15 are formed (FIG. 5C).

【0029】次に、周知技術により、コンタクトホール
形成、メタライゼーションにより、コレクタメタル電極
16a、エミッタメタル電極16b及びベースメタル電
極16cを形成し、npnバイポーラトランジスタを完
成させる(図5(d))。
Next, a collector metal electrode 16a, an emitter metal electrode 16b and a base metal electrode 16c are formed by contact hole formation and metallization by a well-known technique to complete an npn bipolar transistor (FIG. 5 (d)).

【0030】上述の工程では、サイドウォール形成工程
を行ったが、サイドウォール形成工程を省略することも
可能である。
Although the sidewall forming step is performed in the above steps, the sidewall forming step can be omitted.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、請求項1
記載の本発明及び請求項2記載の本発明を用いることに
より、セルフアラインで、高濃度エミッタ領域の周りに
低濃度エミッタ領域を形成することが可能であり、更
に、エミッタとなるべきエピタキシャル層表面をドライ
エッチングにさらすことなく、バイポーラトランジスタ
を形成できるため、歩留りのよい、ベース−エミッタに
逆バイアスがかかってもホットキャリアの発生を抑制で
きる、特性劣化のないバイポーラトランジスタを提供す
ることができる。
As described in detail above, claim 1 is as follows.
By using the present invention according to claim 2 and the present invention according to claim 2, it is possible to form a low-concentration emitter region around the high-concentration emitter region by self-alignment, and further, a surface of an epitaxial layer to be an emitter. Since the bipolar transistor can be formed without exposing it to dry etching, it is possible to provide a bipolar transistor having a good yield and capable of suppressing the generation of hot carriers even when a reverse bias is applied to the base-emitter without deterioration of characteristics.

【0032】また、請求項3記載の本発明を用いること
により、より確実に、低濃度エミッタ領域と高濃度エミ
ッタ領域とを形成することができる。
By using the present invention according to claim 3, the low concentration emitter region and the high concentration emitter region can be formed more reliably.

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

【図1】本発明の第1実施の形態のバイポーラトランジ
スタの第1製造工程図である。
FIG. 1 is a first manufacturing process diagram of a bipolar transistor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施の形態のバイポーラトランジ
スタの第2製造工程図である。
FIG. 2 is a second manufacturing process drawing of the bipolar transistor according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明のバイポーラトランジスタの一部拡大断
面図である。
FIG. 3 is a partially enlarged sectional view of a bipolar transistor of the present invention.

【図4】(a)は図3のA−A断面のエミッタプロファ
イルを示す図であり、(b)は図3のB−B断面のエミ
ッタプロファイルを示す図である。
4A is a diagram showing an emitter profile of a section AA of FIG. 3, and FIG. 4B is a diagram showing an emitter profile of a section BB of FIG.

【図5】本発明の第2実施の形態のバイポーラトランジ
スタの一部製造工程図である。
FIG. 5 is a partial manufacturing process drawing of the bipolar transistor according to the second embodiment of the present invention.

【図6】従来のバイポーラトランジスタの製造工程図で
ある。
FIG. 6 is a manufacturing process diagram of a conventional bipolar transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 p型シリコン基板 2 n+埋め込み層 3 エピタキシャル層 4 p型分離領域 5 熱酸化膜 6 第1酸化膜 7 ベース領域 8 ポリシリコンエミッタ電極 9 ポリシリコンコレクタ電極 10 サイドウォール 11 第2酸化膜 12 高濃度エミッタ領域 13 低濃度エミッタ領域 14 高濃度コレクタ取り出し領域 15 低濃度コレクタ取り出し領域 16a コレクタメタル電極 16b エミッタメタル電極 16c ベースメタル電極 17 ポリシリコン膜1 p-type silicon substrate 2 n + buried layer 3 epitaxial layer 4 p-type isolation region 5 thermal oxide film 6 first oxide film 7 base region 8 polysilicon emitter electrode 9 polysilicon collector electrode 10 sidewall 11 second oxide film 12 high Concentration emitter region 13 Low concentration emitter region 14 High concentration collector extraction region 15 Low concentration collector extraction region 16a Collector metal electrode 16b Emitter metal electrode 16c Base metal electrode 17 Polysilicon film

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に埋め込み拡散層及びエピ
タキシャル層を形成し、該エピタキシャル層にベース領
域を形成する工程と、 該ベース領域表面に所定の厚さの第1絶縁膜を形成する
工程と、 該第1絶縁膜にエミッタ領域形成のための不純物を導入
する開口部を形成し、少なくとも上記開口部を覆うよう
に不純物を拡散供給する導電膜を形成する工程と、 第2絶縁膜を少なくとも上記導電膜上に形成し、エッチ
バックすることにより、上記開口部周縁領域の段差部に
サイドウォールを形成する工程と、 上記導電膜中に不純物をイオン注入する工程と、 上記導電膜から不純物を上記ベース領域に拡散させ、高
濃度エミッタ領域と低濃度エミッタ領域とを同時に形成
する工程とを有することを特徴とする、バイポーラトラ
ンジスタの製造方法。
1. A step of forming a buried diffusion layer and an epitaxial layer on a semiconductor substrate, forming a base region in the epitaxial layer, and a step of forming a first insulating film having a predetermined thickness on the surface of the base region. A step of forming an opening for introducing an impurity for forming an emitter region in the first insulating film and forming a conductive film for diffusing and supplying the impurity so as to cover at least the opening; Forming a sidewall on the step portion of the opening peripheral region by forming it on the conductive film and etching back; ion-implanting impurities into the conductive film; and removing impurities from the conductive film. And a step of forming a high-concentration emitter region and a low-concentration emitter region at the same time by diffusing into the base region. Law.
【請求項2】 半導体基板上に埋め込み拡散層及びエピ
タキシャル層を形成し、該エピタキシャル層にベース領
域を形成する工程と、 該ベース領域表面に所定の厚さの第1絶縁膜を形成する
工程と、 該第1絶縁膜にエミッタ領域形成のための不純物を導入
する開口部を形成し、全面に不純物を拡散供給する導電
膜を形成した後、上記全面に形成された導電膜中に不純
物を、不純物濃度ピークが上記ベース領域と上記導電膜
との略界面にくるようなエネルギーによりイオン注入す
る工程と、 該導電膜から不純物を上記ベース領域に拡散させ、高濃
度エミッタ領域と低濃度エミッタ領域とを同時に形成す
る工程とを有することを特徴とする、バイポーラトラン
ジスタの製造方法。
2. A step of forming a buried diffusion layer and an epitaxial layer on a semiconductor substrate, forming a base region in the epitaxial layer, and a step of forming a first insulating film having a predetermined thickness on the surface of the base region. After forming an opening for introducing an impurity for forming an emitter region in the first insulating film and forming a conductive film for diffusing the impurity over the entire surface, an impurity is introduced into the conductive film formed over the entire surface. A step of ion-implanting with an energy such that an impurity concentration peak is located substantially at the interface between the base region and the conductive film; and a process of diffusing impurities from the conductive film into the base region to form a high-concentration emitter region and a low-concentration emitter region. And a step of forming the same at the same time.
【請求項3】 半導体基板上に埋め込み拡散層及びエピ
タキシャル層を形成し、該エピタキシャル層にベース領
域を形成する工程と、 該ベース領域表面に所定の厚さの第1絶縁膜を形成する
工程と、 該第1絶縁膜にエミッタ領域形成のための不純物を導入
する開口部を形成し、全面に不純物を拡散供給する導電
膜を形成した後、第2絶縁膜を少なくとも上記導電膜上
に形成し、エッチバックすることにより、上記開口部周
縁領域の段差部にサイドウォールを形成する工程と、 上記導電膜中に不純物を、不純物濃度ピークが上記ベー
ス領域と上記導電膜との略界面にくるようなエネルギー
によりイオン注入する工程と、 該導電膜から不純物を上記ベース領域に拡散させ、高濃
度エミッタ領域と低濃度エミッタ領域とを同時に形成す
る工程とを有することを特徴とする、バイポーラトラン
ジスタの製造方法。
3. A step of forming a buried diffusion layer and an epitaxial layer on a semiconductor substrate, forming a base region in the epitaxial layer, and a step of forming a first insulating film having a predetermined thickness on the surface of the base region. An opening for introducing an impurity for forming an emitter region is formed in the first insulating film, a conductive film for diffusing the impurity is formed over the entire surface, and then a second insulating film is formed at least on the conductive film. , A step of forming a sidewall in the step portion of the peripheral region of the opening by etching back, and impurities in the conductive film so that the impurity concentration peak is substantially at the interface between the base region and the conductive film. Ion implantation with various energies and a step of diffusing impurities from the conductive film into the base region to simultaneously form a high-concentration emitter region and a low-concentration emitter region. Characterized by method of the bipolar transistor.
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