JPS58102558A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

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JPS58102558A
JPS58102558A JP20228581A JP20228581A JPS58102558A JP S58102558 A JPS58102558 A JP S58102558A JP 20228581 A JP20228581 A JP 20228581A JP 20228581 A JP20228581 A JP 20228581A JP S58102558 A JPS58102558 A JP S58102558A
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JP
Japan
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electrode
film
silicon nitride
nitride film
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JP20228581A
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English (en)
Inventor
Tadashi Kirisako
桐迫 正
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/70Bipolar devices
    • H01L29/72Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
    • H01L29/73Bipolar junction transistors
    • H01L29/732Vertical transistors
    • H01L29/7322Vertical transistors having emitter-base and base-collector junctions leaving at the same surface of the body, e.g. planar transistor

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (1)  発明の技術分野 本発明はバイポーラ型の半導体装置の製造方法の改良に
関するものである。
(2)  技術の背景 バイポーラ型のIC,LSI等の半導体装置においては
、該装置の動作の高速化および高密度化の要求がなされ
ている。
(8)従来技術と問題点 このような要求を満たす従来のバイポーラ型の半導体装
置の製造方法として、アドバンスト・ポリシリコン・セ
ルファフィン法(APSA法)が用いられている。
このようなAPSA法を用いた従来のバイポーラ型の半
導体装t11およびその製造方法について第1図より第
6図までを用いて説明する。
まず第1図に示すようにP型の814板lに所定パター
ンでN5の不純物の拡散により埋込−2を形成したのち
、該基板とにN型のS1工ビタキシヤ〜!#18全形h
g、後、P型の素子間分離領域4を拡散により形成し、
ペース形成予定領域Aおよびコレクタ接続形成領域B)
−にフォトリングラフィ技術により窒化シリコン115
A、5Bt−選択的に形成し、該電化シリコン膜5A、
6Bをマスクとしてフィールドシリコン酸化fi6A、
6B、6Cを熱酸化により形成する。
その後第2図のようにフォトリングラフィ法。
プラズマエツチング法を用いてベース領域A内のエミッ
タ形成予定領域C上にSi3N4膜7をバターニングす
る。
その後第8図に示すように基板上に全面にポリSi、1
l18をCVD法で形成したのち、該基板上にバターニ
ングせる5i3N41119A、 9B、  9CをC
VD法、フォトリソグラフィ法、プラズマエツチング法
を用いて形成後、該バターニングせる5iaN4膜9A
、9B、9Cをマスクとして前d己ポリ5IWIJ48
を選択的に酸化して5i3N41s7上およびフィール
ド酸化膜6A、6B、6C,!に所定パターンの5in
IAliil LOA、 IOB、 10C,IODを
形成する。
次に第4図に示すようにポリシリコンの選択酸化に使っ
たシリコン窒化膜9A、9B、9Cを除去し、フィール
ド酸化膜6A、6B、6C!および前述したボ1Jsi
lllを選択的に酸化して得られたSin、膜10A、
IOB、IOc、IODおよび該基板上に形成したホト
レジスト1ll(図示せず)をマスクとしてコレクタ接
続領域12及び外部ペース領域11に選択的にリン及び
ポロンを導入する。
次ニバターニングせるホトレジスト膜(図示せず)をマ
スクとして用いて第4図に示した5iaN4IIIT上
の5i02 wI410 Bff”) スマz7+ 7
り法により除去した後、第5図のように熱酸化により酸
化al11Bを形成する。次いで第6図のように、Si
8N4膜7hよりBをイオン注入して内部ペース領域1
4を形成す令7、更に5j−3N41i1[7をプラズ
マエツチング法で除去し、その箇所にPをイオン注入し
て第6図に示すN型のエミッタ領域16を形成する。そ
の後練基板にドープしたポリ’S1膜を形成してエミッ
タ領域接続用電極16を形成して半導体装置を形成して
いた。しかしこのような方法で形成された半導体装置は
エミツタ窓となるシリコン電化1117にのポリシリコ
ン膜を完全に除去するために、ポリシリコンを選択酸化
するシリコン窒化膜はマスクの位置合せ精度等を含め、
大きめに形成しなければならない。このため外部ペース
の引き出しのポリシリコン電極とエミツタ窓とが自己整
合されず、ペース領域を小さくするのが蟻シ<ペース、
コレクタ容量の減少による高速化及び半導体装置の高集
積化の大きな障害となっている。
(4)発明の目的 本発明は上述した欠点を除去し、前述した外部ペース領
域とエミッタ領域とを自己整合によって形成しもってペ
ース領域の寸法を小さくして高速度及び高集積度の半導
体装置を得るような半導体装置及びその製造方法の提供
を目的とするものでおる。またIII紀エミッタ領域上
成上領域接続用配線を埋設して形成し、形成される装置
の平坦化を図らんとするものである。
(5)  発明の構成 かかる目的全達成するための半導体yMtItは、形f
tE−1べきトランジスタの少なくともペース形成予定
領域が窓開きされた二酸化シリコン膜を有するシリコン
基板に窒化シリコン膜が形成され、少なくとも該ベース
形成予定領域上の前記窒化シリコン護が部分的に除去さ
れ#記ペーヌ形成予定領域内の前記窒化シリコン膜が残
されている部分にエミッタ領域接続用電極の導電体が埋
設されて形成され、該エミッタ領域接続用wL他の周辺
部にドープトポリシリコン族が外部ベース電極として前
記除去された窒化Vリコン膜の箇所に埋設されて形成さ
れていることを特徴とするものである。
また前記半導体装置の製造方法は、トフンジスタのベー
ス形成予定領域上が窓開きされた二酸化Vリコン膜を有
するシリコン基板上に窒化シリコン膜を形成する工程、
前記窒化シリコン調を少なくともエミッタ領域上にパタ
ーニングして形成する工11.該バターニングせる窒化
シリコン膜をマスクとしベース形成予定領域に不純物を
導入して外部ベースを形成する工程、該基板上にポリシ
リコン膜を形成したのち研磨して前記パターニングせる
窒化ンリコン膜の周辺部へ埋設する工程、該ポリシリコ
ン族に不純物を導入する工程、該ポリシリコン族の表面
を酸化する工程、少なくともエミッタ形成予定領域との
窒化j/シリコン調除去しエミッタ領域接続用電極窓を
形成する工程、前記エミッタ領域接続用電極窓の周辺部
のボIJSilllを酸化する工程、窓開きしたエミッ
タ領域接続用電極窓より不純物を導入して内部ベース領
域およびエミッタ領域を形成する工程、該基板上に金属
電極膜およびドープトポリS1膜のいずれかを形成した
のち少なくとも前記エミッタ領域接続用電極窓内へ埋設
するようにしたことを特徴とするものである。
(6)  発明の実施例 以下図面を用いて本発明の一実施例につき詳細i に説明する。第7図より第14図までに本発明の半導体
装置およびその製造方法についての一実施例を示す断面
図である。まず第7図に示すように前述した埋込み層2
、N型の81工ビタキVヤμ層8、P型の素子間分離領
域4、ベース形成予定領域A、コレクタ接続領域Bの部
分を窓開きしたフィールド酸化116A、6B、60を
有するP型のS1基板上に全面に5isN4膜21をC
VD法によって6000人の厚さで形成する。
その後第8図に示すようにベース形成予定領域内のエミ
ッタ形成予定領穢土の5iaN4膜2LAを残留させる
ようにフォトリソグラフィ法、プラズマエツチング法を
用いてバタ一二ンクスル。
その後の工程については第9図より第18図までに示す
ようなベース形成領域の周辺部の要部断面図で示す。
すなわち第9図に示すように5j−aN+II21 A
をマスクトシてB原子をイオン注入して外部ベース領域
22を形成する。その後ポリ51f14t−(、ID法
によって基板上K11着形成したのち余分なポリS’L
 91に力セイカリ(KoH)とアルミナ(AlgOa
)よ抄なる化学研磨剤によって6ft、、窓開きした8
18N4@ 21の間に埋設するようにする。その後練
基板上にByX子をイオン注入して前述したポリS1を
Bのドーグトポ!JSi@に変換させて比抵抗を低下さ
せる。図で28はこのようにして形成され九ドープトポ
リ5illlである。
次に第1G図に示すようにドーグトポ1Jsiil12
8の表面を保護するために熱酸化により 200OA程
度の5in111124を形成する。その後基板1に所
定のパターンで形成したホトレジスト[I(図示せず)
をマスクとしてSi8N4膜21Aをプラズマエツチン
グ法で除去してエミッタ領域接続用電極窓25を窓開き
する。同時に前述した第7図のコレクタ接続領植B上の
5isN+11も窓開きして・コレクタ領域接続用電極
窓も開口する。
その後第1θ図に示すエミッタ領域接続用電極窓26を
開口して露出したドープトポリSi@の側面りを酸化し
て第11図に示すように厚さ2000A OSing膜
26を形成する。この時第10図に示す電極窓25の底
部の露出した基板表面Eも酸化され、第11図のように
5ins膜26Aが形成される。そこでこのSin、 
$26 Aを除去するためにリアクティブイオンエツチ
ング法のような異方性エツチング法によってこのSlo
w 1ll126 Aを除去する。
その後第12図に示すよう基板上より内部ぺ一ス領域2
7形成用としてB[子をイオン注入し。
続いてエミッタ領域28形成用としてPtIX子をイオ
ン注入したのちアニー〜して内部ベース領域27とその
土にエミッタ領域28を形成する・その後Adの金属調
をスパッタ法等により基板上に形成したのちA41’9
08等の研磨剤で研磨して、1述したエミッタ領域接続
用電極窓の内部に埋め込むようにする。第18図の29
はこのようにして埋設形成されたAlのエミッタ接続用
金属電極である。この時前述したコレクタ領域接続用電
極窓にもAllの接続用電極が埋め込まれて形成される
ことになる。このようにして形成された半導体vR電の
断面図を第14図に示す。図示するように外部ベース領
域22に対して周囲に51OQ膜が形成されたドープト
ポリS1電極28が接続され、また該ポリS1電1ii
2B内に埋め込まれるようにしてエミッタ領域28の接
続用vt極29が形成され、これらの電極28.29の
表面が平坦な状頗で形成されている。またコレクタ領域
接続用電極80も埋め込まれるようにして平坦な状噛で
形成されている。また前述したエミッタ領域28は外部
ベース・ポリシリコン電極22と自己整合されているの
で、従来の方式に比ベペース領域を小さくすることがで
きる。そのためベース・コレクタ容量が減少し、集積度
も向上し、半導体装置の高速化が可能となる。また以上
の実施例の池にエミッタ接続用電極28.コレクタ接続
用電極80をドープトポリシリコンを用いて形成しても
よい。
(7)発明の効果 以上述べたように本発明の装置およびその製造方法によ
ればベース・コレクタ容量が減少し更に集積度も向上す
るため半導体装置の高速化が可能となる。又表面が平坦
であるためトフンジスタ素子間を接続する配線にき裂を
生じないような高信頼度の半導体装置が得られる利点を
生じる。
【図面の簡単な説明】
第1図より第6図までは従来の半導体装置の製造方法お
よび半導体装置の構造を示′す断面図で。 第7図より第14図までは本発明の半導体装置の製造方
法の工程を示す断面図および形成された半導体装置の構
造を示す断面図である。 −において1は81基板、2は埋込層、8はS1工ピタ
キシヤル層、4は素子間分離領域、5A。 6B、 7.9A、 9B、 9C,21,21Aは5
iaN411.8はポリSt @、 6A、 6B、 
6C,IOA、 IOB、 IOc。 10D、1B、24,26,26Aは5i02 g、1
1.22は外部ベース領域、12はコレクタ接合領域、
14゜27は内部ペース領域、15.28はエミッタ領
域、16はエミッタ接続用電極、2BはドープトポリS
1膜、26はエミッタ領域接続用を極意、29はエミッ
タ接続用電極、80はコレクタ領域接続用電極、Aはベ
ース形成予定領域、Bはコレクタ接合領域、Cはエミッ
タ形成予定領域、Dはポリ5III4側面、Eは基板表
面を示す。 第1図 第2図 66am 第 9 図 @10閃 り 第 11;1 1I 12 図 苅

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) ’ 形成すべきトランジスタの少なくともベー
    ス形成予定領域が窓開きされた二酸化シリコン膜を有す
    るシリコン基板に窒化シリコン膜が形成され、少なくと
    も該ベース形成予定領域との前記窒化シリコン膜が部分
    的に除去され前記ベース形成予定領域内の前記窒化シリ
    コン膜が残されている部分にエミッタ領域接続用電極の
    導電体が埋設されて形成され、該エミッタ領域接続f@
    wt他の周辺部にドーグトホリシリコン換カ外部ペース
    電極として前記部分的に除去された窒化シリコン膜の箇
    所に埋設されて形成されていることを特徴とする半導体
    装置。
  2. (2)トランジスタの少なくともベース形成予定領域E
    が窓開きされた・二酸化シリコン護を有するシリコン基
    板1に窒化シリコン膜を形成する工程、前E3窒化シリ
    コン膜を少なくともエミッタ領域五にバターニングして
    形成する工程、該バターニングせる窒化シリコン護をマ
    スクとしベース形成予定領域に不純物を導入し一〇外部
    ペースを形成する工程、該基板とにポリシリコン膜を形
    成したのち前記バターニングせる窒化ノリコン膜の周辺
    部へ埋設する工程、該ポリシリコン膜に不純物を導入す
    る工程、該ポリシリコン膜の表面を酸化する工程、少な
    くともエミッタ形成予定領域との窒化シリコン膜を除去
    しエミッタ領域接続弔電m窺を形成する工程、#記エミ
    ッタ領域接続用vt極窓の周辺部のポリシリコン膜を酸
    化する工程、窓開きしたエミッタ領域接続用電極窓より
    不純物を導入して内部ベース領域およびエミッタ領域を
    形成する工程、該基板玉に金属電極膜或いはドーグトボ
    リS1膜のいずれかを形成した°のち少なくとも前記エ
    ミッタ領穢接続用tm窓内へ埋設するようにしたことを
    特徴とする半導体装置の製造方法。
JP20228581A 1981-12-14 1981-12-14 半導体装置およびその製造方法 Pending JPS58102558A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60182165A (ja) * 1984-02-28 1985-09-17 Matsushita Electronics Corp トランジスタおよびその製造方法
JPS6258676A (ja) * 1985-09-06 1987-03-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置の製造方法

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