JPH09260395A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH09260395A
JPH09260395A JP6762496A JP6762496A JPH09260395A JP H09260395 A JPH09260395 A JP H09260395A JP 6762496 A JP6762496 A JP 6762496A JP 6762496 A JP6762496 A JP 6762496A JP H09260395 A JPH09260395 A JP H09260395A
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JP
Japan
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film
region
silicon film
polycrystalline silicon
forming
Prior art date
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Application number
JP6762496A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Sugaya
弘幸 菅谷
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the patterning process of a polycrystalline silicon film, by selectively growing a polycrystalline silicon film to which impurities of a conductivity type are added, from the side wall surface composed of a silicon nitride film. SOLUTION: A silicon nitride film of abort 100nm in thickness is formed on the whole surface of a substrate containing the side surface of an aperture on the surface of a layer insulating film 16. A side wall 21 of the silicon nitride film is formed on the aperture side surface by etching back the silicon nitride film. A thin insulating film 22 is formed on the surface of a single crystal line silicon film 12. Polycrystalline silicon 31 is selectively frown in the surface of a side wall 21 of the silicon nitride film, and the surface of the thin insulating film 22 is covered with a polycrytstalline silicon film 31. N-type impurities introduced in the polycrytstalline silicon film 31 is subjected to solid phase diffusion ion the single crystalline silicon film of a substrate, and an emitter region 32 is formed, Therefore, the manufacturing process relative to the patterning of the polycrytstalline silicon film can be reduced.

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】本発明は半導体装置の製造方
法、特に多結晶シリコン膜からの不純物の拡散により不
純物領域を形成するトランジスタの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a transistor in which an impurity region is formed by diffusing impurities from a polycrystalline silicon film.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の技術として縦型バイポーラトラン
ジスタ(以下単にトランジスタと称する。)の製造方法
について、以下図面を参照して説明する。まず図2
(a)に示すように、N型半導体基板111表面上に、
トランジスタのコレクタ領域となる単結晶シリコン膜1
12を形成する。次にこの単結晶シリコン膜112の素
子分離領域に、LOCOS(Local Oxidation of Silic
on)法やSTI(Shallow Trench Isolation)法により
素子分離層113を形成する。次に素子分離領域間の素
子領域上に開口を有する図示せぬレジストパターンを形
成し、これをマスクとして単結晶シリコン膜112にP
型不純物を導入することにより、ベース領域114を形
成する。次に単結晶シリコン膜112表面上に、ベース
領域の引き出し電極となる高濃度に不純物が添加された
多結晶シリコン膜115を形成しこれを所定の形状にパ
ターニングする。次にパターニングされた多結晶シリコ
ン膜115表面上と単結晶シリコン膜112表面上に、
層間絶縁膜116を形成する。
2. Description of the Related Art A conventional method of manufacturing a vertical bipolar transistor (hereinafter simply referred to as a transistor) will be described below with reference to the drawings. First, FIG.
As shown in (a), on the surface of the N-type semiconductor substrate 111,
Single crystal silicon film 1 that will be the collector region of the transistor
12 is formed. Next, LOCOS (Local Oxidation of Silicon) is formed in the element isolation region of the single crystal silicon film 112.
The element isolation layer 113 is formed by an on) method or an STI (Shallow Trench Isolation) method. Next, a resist pattern (not shown) having an opening is formed on the element region between the element isolation regions, and using this as a mask, P is formed on the single crystal silicon film 112.
The base region 114 is formed by introducing a type impurity. Next, on the surface of the single crystal silicon film 112, a polycrystalline silicon film 115 with a high concentration of impurities, which becomes an extraction electrode of the base region, is formed, and this is patterned into a predetermined shape. Next, on the surface of the patterned polycrystalline silicon film 115 and on the surface of the single crystal silicon film 112,
The interlayer insulating film 116 is formed.

【0003】続いて図2(b)に示すように、この層間
絶縁膜116表面上に素子形成領域上に開口を有する図
示せぬレジストパターンを形成し、これをマスクとして
層間絶縁膜116、多結晶シリコン膜115をエッチン
グし、素子形成領域の単結晶シリコン膜112を露出さ
せる。開口の側面を含む基板全面にシリコン窒化膜また
はシリコン酸化膜を形成し、これをエッチバックするこ
とにより、開口側面にサイドウォール121を形成す
る。次に露出した単結晶シリコン膜112表面上に、R
TA(Rapid Thermal Anneal)法等により、膜厚1nm
程度のシリコン酸化膜またはシリコン窒化膜等による薄
膜の絶縁膜122を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 2B, a resist pattern (not shown) having an opening in the element forming region is formed on the surface of the interlayer insulating film 116, and the resist pattern is used as a mask to form the interlayer insulating film 116. The crystalline silicon film 115 is etched to expose the single crystalline silicon film 112 in the element formation region. A silicon nitride film or a silicon oxide film is formed on the entire surface of the substrate including the side surface of the opening, and this is etched back to form the sidewall 121 on the side surface of the opening. Next, R is formed on the exposed surface of the single crystal silicon film 112.
Film thickness of 1 nm by TA (Rapid Thermal Anneal) method
A thin insulating film 122 of a silicon oxide film, a silicon nitride film, or the like is formed.

【0004】続いて図2(c)に示すように、絶縁膜1
22が形成された基板上に多結晶シリコン膜131を形
成し、この多結晶シリコン膜131にN型不純物、例え
ばPをイオン注入法等により導入する。次に高温熱処理
を行い、多結晶シリコン膜131に導入されたN型不純
物を、基板の単結晶シリコン膜112中に固相拡散さ
せ、エミッタ領域132を形成する。尚、多結晶シリコ
ン膜131は形成時にN型不純物を導入して形成するこ
ともできる。さらに上記の工程までで示したように、ベ
ース領域114は多結晶シリコン膜131からの固相拡
散によらずに、エミッタ領域132の形成前に既に形成
しているが、エミッタ領域132の形成工程と同様に、
多結晶シリコン膜131にP型不純物を導入し、高温熱
処理を行いP型不純物を基板の単結晶シリコン膜112
中に固相拡散させる方法により形成することもできる。
Subsequently, as shown in FIG. 2C, the insulating film 1
A polycrystalline silicon film 131 is formed on the substrate on which 22 is formed, and an N-type impurity such as P is introduced into this polycrystalline silicon film 131 by an ion implantation method or the like. Next, high temperature heat treatment is performed to solid-phase diffuse the N-type impurities introduced into the polycrystalline silicon film 131 into the single crystal silicon film 112 of the substrate to form the emitter region 132. The polycrystalline silicon film 131 may be formed by introducing N-type impurities at the time of formation. Further, as shown in the above steps, the base region 114 is already formed before the formation of the emitter region 132 without depending on the solid phase diffusion from the polycrystalline silicon film 131, but the formation process of the emitter region 132 is performed. alike,
P-type impurities are introduced into the polycrystalline silicon film 131, and high-temperature heat treatment is performed to remove the P-type impurities from the single crystal silicon film 112 of the substrate.
It can also be formed by a method of solid phase diffusion.

【0005】続いて図2(d)に示すように、多結晶シ
リコン膜131上に図示せぬレジストパターンを形成
し、これをマスクとして多結晶シリコン膜131をパタ
ーニングし、多結晶シリコン膜131を素子形成領域上
のみ残す。ここで多結晶シリコン膜131をパターニン
グするのは、ベース領域114やコレクタ領域112へ
配線を接続するためのコンタクト孔を形成する位置を確
保するためである。次に基板全面に層間絶縁膜141を
形成し、この層間絶縁膜141にベース領域の引き出し
電極となる多結晶シリコン膜115、エミッタ領域の引
き出し電極となる多結晶シリコン膜131、コレクタ領
域となる単結晶シリコン基板112にそれぞれ達するコ
ンタクト孔を形成する。次に各コンタクト孔に導電膜を
埋め込みこれをパターニングすることにより、各不純物
領域に接続された配線142乃至144を形成する。以
上の工程により、従来の技術による一般的なトランジス
タの製造工程が終了する。
Subsequently, as shown in FIG. 2D, a resist pattern (not shown) is formed on the polycrystalline silicon film 131, and the polycrystalline silicon film 131 is patterned using this as a mask to form the polycrystalline silicon film 131. Leave only on the element formation region. The patterning of the polycrystalline silicon film 131 is to secure a position for forming a contact hole for connecting a wiring to the base region 114 and the collector region 112. Next, an interlayer insulating film 141 is formed on the entire surface of the substrate, and on this interlayer insulating film 141, a polycrystalline silicon film 115 to be a lead electrode in the base region, a polycrystalline silicon film 131 to be a lead electrode in the emitter region, and a single film to be a collector region are formed. Contact holes reaching the crystalline silicon substrate 112 are formed. Next, a conductive film is embedded in each contact hole and patterned to form wirings 142 to 144 connected to each impurity region. Through the above steps, the general transistor manufacturing process according to the conventional technique is completed.

【0006】尚、上記の説明においては、縦型NPNト
ランジスタの製造方法について示したが、縦型PNPト
ランジスタについても、基板内に導入する不純物の導電
型を変えるのみで、ほぼ同一の製造工程により製造する
ことができる。
In the above description, the manufacturing method of the vertical NPN transistor has been described, but the vertical PNP transistor can be manufactured by almost the same manufacturing process by only changing the conductivity type of the impurities introduced into the substrate. It can be manufactured.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のト
ランジスタの製造方法においては、次に示すような問題
点がある。すなわち、エミッタ領域またはベース領域を
形成するために、素子形成領域上にはその不純物の固相
拡散源となる多結晶シリコン膜を形成し、その後、この
多結晶シリコン膜をエミッタ領域上のみに残すために、
この多結晶シリコン膜をパターニングする工程が必要と
なる。
The conventional transistor manufacturing method as described above has the following problems. That is, in order to form an emitter region or a base region, a polycrystalline silicon film which is a solid phase diffusion source of the impurity is formed on the element formation region, and then this polycrystalline silicon film is left only on the emitter region. for,
A step of patterning this polycrystalline silicon film is required.

【0008】この多結晶シリコン膜等、半導体基板上に
形成された所定膜をパターニングする工程では、まず基
板上にフォトレジストを塗布し、これをベークし、続い
て露光、現像し、現像後のレジストパターンをマスクと
して所定膜をエッチングし、エッチング終了後にはマス
クとして用いたレジストパターンをアッシング等により
除去しなければならない。
In the step of patterning a predetermined film such as a polycrystalline silicon film formed on a semiconductor substrate, a photoresist is first coated on the substrate, baked, and then exposed, developed, and developed. The predetermined film must be etched using the resist pattern as a mask, and after the etching is completed, the resist pattern used as the mask must be removed by ashing or the like.

【0009】つまり、所定膜のパターニング工程は、半
導体基板の製造工程において工程数を大幅に増加させる
要因となる。工程数の増加は、歩留まりの低下、製造コ
ストの増加、製造期間の長期化等、半導体素子の製造に
おいて弊害をもたらすため、工程数の削減、特に所定膜
のパターニング工程は極力削減することが望まれる。
That is, the patterning process of the predetermined film is a factor that significantly increases the number of processes in the manufacturing process of the semiconductor substrate. Since the increase in the number of steps has adverse effects on the manufacturing of semiconductor devices such as a decrease in yield, an increase in manufacturing cost, and an increase in manufacturing period, it is desirable to reduce the number of steps, especially the patterning step of a predetermined film as much as possible. Be done.

【0010】また所定膜のパターニング工程では、レジ
ストパターン形成のための露光、現像における合わせ余
裕が必要であり、この合わせ余裕を考慮した場合では、
所望の素子特性を得るために最低限必要な素子サイズよ
りは、大きく設計しなければならない場合が生じる。よ
って所定膜のパターニング工程は、半導体素子の微細化
の妨げとなる場合がある。
Further, in the patterning process of the predetermined film, it is necessary to have an alignment margin in the exposure and development for forming the resist pattern. If this alignment margin is taken into consideration,
In some cases, it is necessary to design larger than the minimum element size required to obtain desired element characteristics. Therefore, the patterning process of the predetermined film may hinder the miniaturization of the semiconductor element.

【0011】以上のように半導体装置の製造工程中で
は、所定膜のパターニング工程は極力少ない方が、製造
コストの削減、素子の微細化等にとっては有利であり、
本発明の前提となる従来の技術における多結晶シリコン
膜のパターニングについても例外ではなく、可能ならば
この多結晶シリコン膜のパターニング工程を行わずに済
ませることが望ましい。
As described above, in the manufacturing process of the semiconductor device, it is advantageous to reduce the patterning process of the predetermined film as much as possible in order to reduce the manufacturing cost and miniaturize the element.
The patterning of the polycrystalline silicon film according to the conventional technique, which is the premise of the present invention, is no exception, and it is desirable to omit the patterning step of the polycrystalline silicon film if possible.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は上記の問題点を
解決すべく、以下のような手段を用いる。すなわち請求
項1に記載の発明のように、コレクタ領域となる第一導
電型半導体基板を用意する工程と、前記半導体基板表面
より所定の深さまで第二導電型不純物を導入し表面上に
第一、第二領域を有するベース領域を形成する工程と、
前記ベース領域の第一領域上にシリコン窒化膜よりなる
サイドウォールを形成する工程と、前記ベース領域の第
二領域に絶縁膜を形成する工程と、前記サイドウォール
表面上より一導電型不純物が添加された多結晶シリコン
膜を選択的に成長させ、前記絶縁膜表面上を覆う工程
と、前記ベース領域の第二領域下に前記多結晶シリコン
膜より前記第一導電型不純物を拡散させエミッタ領域を
形成する工程とを有する半導体装置の製造方法による。
The present invention uses the following means in order to solve the above problems. That is, as in the invention according to claim 1, a step of preparing a first-conductivity-type semiconductor substrate to be a collector region, and a step of introducing a second-conductivity-type impurity to a predetermined depth from the surface of the semiconductor substrate, Forming a base region having a second region,
Forming a sidewall of a silicon nitride film on the first region of the base region; forming an insulating film on the second region of the base region; and adding an impurity of one conductivity type from the surface of the sidewall. Selectively growing the formed polycrystalline silicon film to cover the surface of the insulating film, and diffusing the first conductivity type impurity from the polycrystalline silicon film below the second region of the base region to form an emitter region. And a step of forming the semiconductor device.

【0013】またこの他、請求項2に記載の発明のよう
にコレクタ領域となる第一導電型半導体基板を用意する
工程と、前記半導体基板表面より所定の深さまで第二導
電型不純物を導入し表面上に第一、第二領域を有するベ
ース領域を形成する工程と、前記ベース領域の第一領域
上に第一シリコン窒化膜を形成する工程と、前記ベース
領域の第二領域に第二シリコン窒化膜を形成する工程
と、前記第一、第二シリコン窒化膜表面上より一導電型
不純物が添加された多結晶シリコン膜を選択的に成長さ
せる工程と、前記ベース領域の第二領域下に前記第二シ
リコン窒化膜を介して前記多結晶シリコン膜より前記第
一導電型不純物を拡散させエミッタ領域を形成する工程
とを有する半導体装置の製造方法による。
In addition to the above, a step of preparing a first-conductivity-type semiconductor substrate to be a collector region as in the second aspect of the invention, and introducing a second-conductivity-type impurity to a predetermined depth from the surface of the semiconductor substrate. Forming a base region having first and second regions on the surface, forming a first silicon nitride film on the first region of the base region, and forming a second silicon on the second region of the base region. A step of forming a nitride film, a step of selectively growing a polycrystalline silicon film doped with an impurity of one conductivity type from the surface of the first and second silicon nitride films, and a step of forming a second region below the base region. And diffusing the first conductivity type impurity from the polycrystalline silicon film through the second silicon nitride film to form an emitter region.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について以
下、図1を参照して説明する。まず図1(a)に示すよ
うに、N型半導体基板11表面上に、トランジスタのコ
レクタ領域となる単結晶シリコン膜12を形成する。次
にこの単結晶シリコン膜12の素子分離領域に、LOC
OS(Local Oxidation of Silicon)法やSTI(Shal
low Trench Isolation)法により素子分離層13を形成
する。次に素子領域上に開口を有する図示せぬレジスト
パターンを形成し、これをマスクとして単結晶シリコン
膜12にP型不純物、例えばBを導入することにより、
ベース領域14を形成する。次に単結晶シリコン膜12
表面上に、ベース領域の引き出し電極として、高濃度に
不純物が添加された膜厚100nm乃至300nmの多
結晶シリコン膜15をCVD(Chemical Vapour Deposi
tion)法により形成する。次にこの単結晶シリコン膜1
2表面上に、膜厚100nm乃至300nmの層間絶縁
膜16をCVD法により形成する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIG. First, as shown in FIG. 1A, a single crystal silicon film 12 to be a collector region of a transistor is formed on the surface of an N-type semiconductor substrate 11. Next, the LOC is formed in the element isolation region of the single crystal silicon film 12.
OS (Local Oxidation of Silicon) method and STI (Shal
The element isolation layer 13 is formed by the low trench isolation method. Next, a resist pattern (not shown) having an opening is formed on the element region, and a P-type impurity such as B is introduced into the single crystal silicon film 12 using this as a mask.
The base region 14 is formed. Next, the single crystal silicon film 12
On the surface, a polycrystalline silicon film 15 having a film thickness of 100 nm to 300 nm doped with a high concentration of impurities is used as a lead electrode of the base region by CVD (Chemical Vapor Deposi).
formation) method. Next, this single crystal silicon film 1
An interlayer insulating film 16 having a film thickness of 100 nm to 300 nm is formed on the surface 2 by the CVD method.

【0015】続いて図1(b)に示すように、層間絶縁
膜16表面上の素子形成領域上に開口を有する図示せぬ
レジストパターンを形成し、これをマスクとして層間絶
縁膜16、多結晶シリコン膜15をエッチングし、素子
形成領域の単結晶シリコン膜12を露出させる。尚、こ
の単結晶シリコン膜12を露出させる幅は、製造する素
子の種類によって異なるが、0.5μm乃至1.0μm
程度とする。次に開口の側面を含む基板全面に膜厚10
0nm程度のシリコン窒化膜を形成し、これをエッチバ
ックすることにより、開口側面にシリコン窒化膜による
サイドウォール21を形成する。次に露出した単結晶シ
リコン膜12表面上にRTA法等により膜厚1nm程度
のシリコン酸化膜またはシリコン窒化膜等による薄膜の
絶縁膜22を形成する。この薄膜の絶縁膜22は単結晶
シリコン膜12の露出面積が比較的大きい場合はシリコ
ン窒化膜により形成するのが望ましい。この理由につい
ては後述する。本工程まではサイドウォール21をシリ
コン窒化膜で形成することが必須であることを除けば、
従来の製造方法と異なるところはない。
Subsequently, as shown in FIG. 1B, a resist pattern (not shown) having an opening is formed on the element formation region on the surface of the interlayer insulating film 16, and using this as a mask, the interlayer insulating film 16 and the polycrystalline film are formed. The silicon film 15 is etched to expose the single crystal silicon film 12 in the element formation region. The width of exposing the single crystal silicon film 12 varies depending on the type of device to be manufactured, but is 0.5 μm to 1.0 μm.
Degree. Next, a film thickness of 10 is formed on the entire surface of the substrate including the side surface of the opening.
A silicon nitride film having a thickness of about 0 nm is formed, and this is etched back to form a sidewall 21 of the silicon nitride film on the side surface of the opening. Next, a thin insulating film 22 made of a silicon oxide film or a silicon nitride film having a film thickness of about 1 nm is formed on the exposed surface of the single crystal silicon film 12 by the RTA method or the like. The thin insulating film 22 is preferably formed of a silicon nitride film when the exposed area of the single crystal silicon film 12 is relatively large. The reason for this will be described later. Except that it is essential to form the sidewall 21 with a silicon nitride film until this step,
There is no difference from the conventional manufacturing method.

【0016】続いて図1(c)に示すように、シリコン
窒化膜によるサイドウォール21表面上に多結晶シリコ
ン膜31を選択成長させ、多結晶シリコン膜31によ
り、薄膜の絶縁膜22表面上を覆う。
Subsequently, as shown in FIG. 1C, a polycrystalline silicon film 31 is selectively grown on the surface of the sidewall 21 made of a silicon nitride film, and the polycrystalline silicon film 31 causes the surface of the thin insulating film 22 to grow. cover.

【0017】この多結晶シリコン膜31の選択成長によ
る形成方法は、摂氏700度以上に保った反応室内に、
上記の製造工程までが終了した基板を載置し、シリコン
塩化物系ガス、例えばSiH2Cl2をSiソースガスと
して流入させることにより行う。その一例としては、摂
氏800度以上に保った反応室内にシリコン塩化物系ガ
スであるSiH2Cl2を0.4L/min程度流入させ
ることにより、シリコン酸化膜に対し十分な選択性を保
ったままシリコン窒化膜により形成されたサイドウォー
ル21上にのみ多結晶シリコン膜31を選択成長させる
ことができることが本発明者によって確認されている。
This polycrystalline silicon film 31 is formed by selective growth in a reaction chamber kept at 700 ° C. or higher.
This is performed by placing a substrate on which the above manufacturing steps have been completed and introducing a silicon chloride-based gas such as SiH 2 Cl 2 as a Si source gas. As an example thereof, SiH 2 Cl 2 which is a silicon chloride gas is introduced into the reaction chamber kept at 800 ° C. or higher at about 0.4 L / min to maintain sufficient selectivity for the silicon oxide film. It has been confirmed by the present inventors that the polycrystalline silicon film 31 can be selectively grown only on the sidewalls 21 formed of the silicon nitride film as it is.

【0018】反応室内に流入させるガスとしては上記に
挙げるものの他、シリコン塩化物系ガス、例えばSiH
4やSi26をハロゲン系のガス、例えばHClやCl2
との混合ガスやシラン系ガスとハロゲン系ガスとの混合
ガスを用いることにより行うこともできる。
As the gas to be introduced into the reaction chamber, in addition to those mentioned above, a silicon chloride-based gas such as SiH is used.
4 or Si 2 H 6 is a halogen-based gas such as HCl or Cl 2
It can also be carried out by using a mixed gas of the above and a mixed gas of a silane-based gas and a halogen-based gas.

【0019】また上記に挙げたガスに例えばPH3を混
入させた場合には、成膜される多結晶シリコン膜にPが
導入され、AsH3を混入させた場合にはAsが、また
26を混入させた場合にはBがそれぞれ添加されるた
め、成膜される多結晶シリコン膜に導電性を持たせ、不
純物領域を形成するための固相拡散源として用いること
が可能となる。以上の製造方法を用いることによりシリ
コン窒化膜により形成されたサイドウォール表面上にの
み多結晶シリコン膜31を選択的に形成することができ
る。
When, for example, PH 3 is mixed in the above-mentioned gases, P is introduced into the polycrystalline silicon film to be formed, and when AsH 3 is mixed, As and B 2 are mixed. When H 6 is mixed, B is added, so that the polycrystalline silicon film to be formed can be made conductive and can be used as a solid phase diffusion source for forming an impurity region. . By using the above manufacturing method, the polycrystalline silicon film 31 can be selectively formed only on the surface of the sidewall formed of the silicon nitride film.

【0020】尚、前述したように本発明においては、単
結晶シリコン膜12表面上には絶縁膜22が形成される
が、単結晶シリコン膜の露出面積が比較的大きい場合に
は、この露出表面に形成する絶縁膜22は、シリコン窒
化膜により形成するのが望ましい。すなわち、多結晶シ
リコン膜の選択成長においては、サイドウォール21側
面からのみ成長してくる多結晶シリコン膜31により絶
縁膜22を覆うだけではなく、シリコン窒化膜により形
成される絶縁膜22表面からも多結晶シリコン膜31を
成長させることができるため、絶縁膜22表面上をシリ
コン酸化膜31により十分に覆うことができる。
As described above, in the present invention, the insulating film 22 is formed on the surface of the single crystal silicon film 12. However, when the exposed area of the single crystal silicon film is relatively large, this exposed surface is not formed. It is preferable that the insulating film 22 formed in the above is formed of a silicon nitride film. That is, in the selective growth of the polycrystalline silicon film, not only is the insulating film 22 covered with the polycrystalline silicon film 31 growing only from the side surface of the sidewall 21 but also the surface of the insulating film 22 formed of the silicon nitride film. Since the polycrystalline silicon film 31 can be grown, the surface of the insulating film 22 can be sufficiently covered with the silicon oxide film 31.

【0021】次に、多結晶シリコン膜31の選択成長の
際に、その形成と同時に不純物が添加されなかった場合
には、多結晶シリコン膜31にN型不純物、例えばPを
イオン注入法等により導入する。次に高温熱処理を行
い、多結晶シリコン膜31に導入されたN型不純物を、
基板の単結晶シリコン膜12中に固相拡散させ、エミッ
タ領域32を形成する。本発明では、ベース領域14は
多結晶シリコン膜31からの固相拡散によらずに、エミ
ッタ領域32の形成前に既に形成しているが、エミッタ
領域32の形成工程と同様に、まず多結晶シリコン膜3
1の形成の際または形成後にP型不純物を導入し、高温
熱処理を行いP型不純物を基板の単結晶シリコン膜12
中に固相拡散させる方法により形成することもできる。
Next, in the selective growth of the polycrystalline silicon film 31, if an impurity is not added at the same time as the selective growth of the polycrystalline silicon film 31, an N type impurity such as P is added to the polycrystalline silicon film 31 by an ion implantation method or the like. Introduce. Next, high temperature heat treatment is performed to remove the N-type impurities introduced into the polycrystalline silicon film 31.
Solid-phase diffusion is performed in the single crystal silicon film 12 of the substrate to form the emitter region 32. In the present invention, the base region 14 is already formed before the formation of the emitter region 32 without depending on the solid phase diffusion from the polycrystalline silicon film 31, but like the step of forming the emitter region 32, first the polycrystalline region is formed. Silicon film 3
1 is formed, or after the P-type impurities are introduced, high-temperature heat treatment is performed to remove the P-type impurities from the single crystal silicon film 12 of the substrate.
It can also be formed by a method of solid phase diffusion.

【0022】続いて図1(d)に示すように、基板全面
に層間絶縁膜41を形成する。従来の製造工程では、層
間絶縁膜上に形成された多結晶シリコン膜を、パターニ
ングする必要があったが、本発明によればこの多結晶シ
リコン膜は、サイドウォール表面上のみ選択的に形成さ
れるため、これを新たに加工したり、パターニングする
必要はない。従ってパターニングに係る、フォトレジス
トの形成工程や露光、現像工程、エッチング工程などが
不要となり、工程数を削減することができる。
Subsequently, as shown in FIG. 1D, an interlayer insulating film 41 is formed on the entire surface of the substrate. In the conventional manufacturing process, it was necessary to pattern the polycrystalline silicon film formed on the interlayer insulating film, but according to the present invention, this polycrystalline silicon film is selectively formed only on the sidewall surface. Therefore, it is not necessary to newly process or pattern this. Therefore, the photoresist forming process, the exposure process, the developing process, the etching process, and the like related to the patterning are unnecessary, and the number of processes can be reduced.

【0023】次にこの層間絶縁膜41にベース領域の引
き出し電極となる多結晶シリコン膜15、エミッタ領域
の引き出し電極となる多結晶シリコン膜31、コレクタ
領域となる単結晶シリコン基板12にそれぞれ達するコ
ンタクト孔を形成する。次にこのコンタクト孔内に導電
膜を埋め込みこれをパターニングすることにより、各不
純物領域に接続された配線42乃至44を形成する。以
上の工程により、本発明の実施の形態によるトランジス
タの製造工程が終了する。尚、上記の説明においては、
縦型NPNトランジスタの製造方法について示したが、
縦型PNPトランジスタについても、基板内に導入する
不純物の導電型を変えるのみで、ほぼ同一の製造工程に
より製造することができる。
Next, contacts reaching the interlayer insulating film 41 to the polycrystalline silicon film 15 serving as the extraction electrode in the base region, the polycrystalline silicon film 31 serving as the extraction electrode in the emitter region, and the single crystal silicon substrate 12 serving as the collector region, respectively. Form a hole. Next, a conductive film is embedded in the contact hole and patterned to form wirings 42 to 44 connected to the respective impurity regions. Through the above steps, the manufacturing process of the transistor according to the embodiment of the present invention is completed. In the above explanation,
Although the manufacturing method of the vertical NPN transistor has been shown,
The vertical PNP transistor can also be manufactured by almost the same manufacturing process only by changing the conductivity type of impurities introduced into the substrate.

【0024】続いて本発明の効果について説明する。本
発明によれば、エミッタ領域を形成するための固相拡散
源となる多結晶シリコン膜を、シリコン窒化膜により形
成されたサイドウォール表面上のみ選択的に形成するこ
とができる。よって、この多結晶シリコン膜を新たに加
工したり、パターニングする必要がないため、このパタ
ーニングに係る、フォトレジストの形成工程や露光、現
像工程、エッチング工程などが不要となり、工程数を削
減することができる。
Next, the effect of the present invention will be described. According to the present invention, a polycrystalline silicon film serving as a solid phase diffusion source for forming an emitter region can be selectively formed only on the surface of a sidewall formed of a silicon nitride film. Therefore, since it is not necessary to newly process or pattern this polycrystalline silicon film, a photoresist forming step, an exposure step, a developing step, an etching step, etc. relating to this patterning become unnecessary, and the number of steps can be reduced. You can

【0025】さらにパターニング工程が不要となるた
め、多結晶シリコン膜をパターニングするために従来必
要であった、レジストパターン形成のための露光、現像
における合わせ余裕が必要なくなり、半導体素子の微細
化が可能となる。
Further, since the patterning step is unnecessary, the alignment margin in the exposure and development for forming the resist pattern, which was conventionally required for patterning the polycrystalline silicon film, is not required, and the semiconductor element can be miniaturized. Becomes

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明によれば、エミッタ領域の形成の
ための固相拡散源となる多結晶シリコン膜を選択的に形
成することが可能となるため、これを新たに加工したり
パターニングする工程を行う必要がない。すなわち従来
の製造方法に比べ、多結晶シリコン膜のパターニングに
係る製造工程を削減することができる。さらにこのパタ
ーニング工程が不要となったことに伴い、レジストパタ
ーン形成のための露光、現像工程における合わせ余裕を
考慮せずに済むため、従来に比べ半導体素子の微細化が
可能となる。
According to the present invention, it is possible to selectively form a polycrystalline silicon film which serves as a solid-phase diffusion source for forming an emitter region, so that this is newly processed or patterned. There is no need to carry out a process. That is, compared with the conventional manufacturing method, it is possible to reduce the number of manufacturing steps for patterning the polycrystalline silicon film. Further, since this patterning step is not necessary, it is not necessary to consider the alignment margin in the exposure and development steps for forming the resist pattern, so that the semiconductor element can be miniaturized as compared with the conventional one.

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

【図1】本発明の実施の形態を説明する工程断面図。FIG. 1 is a process cross-sectional view illustrating an embodiment of the present invention.

【図2】従来の技術による製造方法を説明する工程断面
図。
FIG. 2 is a process sectional view illustrating a manufacturing method according to a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11、111 半導体基板 12、112 単結晶シリコン膜(コレクタ領域) 13、113 素子分離層 14、114 ベース領域 15、31、115、131 多結晶シリコン膜 16、41、116、141 層間絶縁膜 21、121 サイドウォール 22、122 絶縁膜 32、132 エミッタ領域 42、43、44、142、143、144 配線 11, 111 semiconductor substrate 12, 112 single crystal silicon film (collector region) 13, 113 element isolation layer 14, 114 base region 15, 31, 115, 131 polycrystalline silicon film 16, 41, 116, 141 interlayer insulating film 21, 121 Side Wall 22, 122 Insulating Film 32, 132 Emitter Region 42, 43, 44, 142, 143, 144 Wiring

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コレクタ領域となる第一導電型半導体基
板を用意する工程と、 前記半導体基板表面より所定の深さまで第二導電型不純
物を導入し表面上に第一、第二領域を有するベース領域
を形成する工程と、 前記ベース領域の第一領域上にシリコン窒化膜よりなる
サイドウォールを形成する工程と、 前記ベース領域の第二領域に絶縁膜を形成する工程と、 前記サイドウォール表面上より一導電型不純物が添加さ
れた多結晶シリコン膜を選択的に成長させ、前記絶縁膜
表面上を覆う工程と、 前記ベース領域の第二領域下に前記多結晶シリコン膜よ
り前記第一導電型不純物を拡散させエミッタ領域を形成
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。
1. A step of preparing a first conductivity type semiconductor substrate to be a collector region, and a base having first and second regions on the surface by introducing a second conductivity type impurity to a predetermined depth from the surface of the semiconductor substrate. Forming a region, forming a sidewall made of a silicon nitride film on the first region of the base region, forming an insulating film on the second region of the base region, on the sidewall surface A step of selectively growing a polycrystalline silicon film doped with an impurity of one conductivity type and covering the surface of the insulating film; and the first conductivity type of the polycrystalline silicon film below the second region of the base region. And diffusing impurities to form an emitter region.
【請求項2】 コレクタ領域となる第一導電型半導体基
板を用意する工程と、 前記半導体基板表面より所定の深さまで第二導電型不純
物を導入し表面上に第一、第二領域を有するベース領域
を形成する工程と、 前記ベース領域の第一領域上に第一シリコン窒化膜を形
成する工程と、 前記ベース領域の第二領域に第二シリコン窒化膜を形成
する工程と、 前記第一、第二シリコン窒化膜表面上より一導電型不純
物が添加された多結晶シリコン膜を選択的に成長させる
工程と、 前記ベース領域の第二領域下に前記第二シリコン窒化膜
を介して前記多結晶シリコン膜より前記第一導電型不純
物を拡散させエミッタ領域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。
2. A step of preparing a first conductivity type semiconductor substrate to be a collector region, and a base having first and second regions on the surface by introducing a second conductivity type impurity to a predetermined depth from the surface of the semiconductor substrate. A step of forming a region, a step of forming a first silicon nitride film on the first region of the base region, a step of forming a second silicon nitride film on a second region of the base region, the first, A step of selectively growing a polycrystalline silicon film doped with one conductivity type impurity on the surface of the second silicon nitride film; and the polycrystalline silicon film under the second region of the base region via the second silicon nitride film. A step of diffusing the first conductivity type impurity from a silicon film to form an emitter region.
【請求項3】 前記エミッタ領域の形成工程の後、前記
多結晶シリコン膜表面上に層間絶縁膜を形成する工程
と、前記層間絶縁膜に前記多結晶シリコン膜に達するコ
ンタクト孔を形成する工程と、前記コンタクト孔に導電
膜を埋め込み前記多結晶シリコン膜と電気的に接続する
工程とを更に有することを特徴とする請求項1または2
記載の半導体装置の製造方法。
3. A step of forming an interlayer insulating film on the surface of the polycrystalline silicon film after the step of forming the emitter region, and a step of forming a contact hole reaching the polycrystalline silicon film in the interlayer insulating film. And a step of burying a conductive film in the contact hole and electrically connecting to the polycrystalline silicon film.
The manufacturing method of the semiconductor device described in the above.
【請求項4】 前記多結晶シリコン膜を形成する工程の
際に前記多結晶シリコン膜中に前記第一不純物を添加す
ることを特徴とする請求項1または2記載の半導体装置
の製造方法。
4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the first impurity is added to the polycrystalline silicon film in the step of forming the polycrystalline silicon film.
【請求項5】 前記多結晶シリコン膜は、摂氏700度
以上に保たれた反応室内にシリコン塩化物系ガス、また
はシリコン塩化系ガスとハロゲンガスとの混合ガス、ま
たはシラン系ガスとハロゲンガスとの混合ガスを流入す
ることにより形成されることを特徴とする請求項1また
は2記載の半導体装置の製造方法。
5. The polycrystalline silicon film comprises a silicon chloride-based gas, a mixed gas of a silicon chloride-based gas and a halogen gas, or a silane-based gas and a halogen gas in a reaction chamber kept at 700 ° C. or higher. 3. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the mixed gas is formed by inflowing the mixed gas.
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