JPS58102559A - 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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JPS58102559A
JPS58102559A JP20228681A JP20228681A JPS58102559A JP S58102559 A JPS58102559 A JP S58102559A JP 20228681 A JP20228681 A JP 20228681A JP 20228681 A JP20228681 A JP 20228681A JP S58102559 A JPS58102559 A JP S58102559A
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JP
Japan
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film
region
emitter
window
substrate
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JP20228681A
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English (en)
Inventor
Tadashi Kirisako
桐迫 正
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76897Formation of self-aligned vias or contact plugs, i.e. involving a lithographically uncritical step

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (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およびその製造方法
の改良に関するものである。
(g)  技術の背景 電子桟器等に用いるバイポーラ型のICとして高速・高
集積化されたバイポーラ型のIC,LSI等の半導体装
置が要望されている。
(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
導体装置およびその製造方法について第1図よシ第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S1基板lに所定パター
ンのN型の不純物の拡散により埋込層2を形成したのち
、該基板上にN型の81工ビタキシヤ〃層8を形成後、
pH1の素子間分離領域4を拡散によシ形成しペース形
成予定額fiAおよびコレクタ接続形成領埴B上にホト
リソグラフィ技術により窒化シリコン膜5A、5Bを選
択的に形成し、該窒化シリコン膜5A、5Bをマスクと
してフィールドシリコン酸化膜6A、6B、6Cを熱酸
化によシ形成する。
その後第2図のようにホトリソグラフィ法、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上に第1層の518N4膜7をバターニングして
形成する。
その後第8図に示すように基板上に全面にポリS1膜8
をCVD法で形成したのち、該基板上にバターニングせ
る5iBN4膜9A、9B、9CをCVD法、ホトリソ
グラフィ法、プラズマエツチング法を用いて形成後、該
パターニングせる第2層の5iaN、膜9’A、9B、
9Cをマスクとして前記ポ!JSi、1i18を選択的
に鹸化して第1層の518N4膜7上およびフィールド
酸化1@6A、6B、BC上に所定パターンの5inQ
膜10A、 10B、10C,IODを形成する。
その後ポリシリコン膜の選択酸化に用いた第2層のSi
8N4膜9A、9B、9cを除去してから第4図に示す
ようにフィールド酸化膜6A、6B。
6Cおよび前述したポリS1膜を選択的に酸化して得ら
れたSin、膜10A、10B、10C,10Dおよ・
・び該基板上に形成したホトレジスト膜(図示せず)を
マスクとしてコレクタ接続領域12および外部ペース領
域11を形成するために選択的にリン[F]およびボロ
ン(ハ)を導入する。
次にパ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図に示した第1層のS’U−8N
4P!47上の5ins膜10Bをプラズマエツチング
法によシ除去したのち、第す図のように熱酸化によシ酸
化膜18を形成したのち、第1層の5iaN4膜?上よ
j7Bをイオン注入して内部ペース領域14を形成する
更に第1層の5isN4膜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図に示すよ
うにN型のエミッタ領域15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斌接続用
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大半導体装置はエミツタ窓となるシ
リコン窒化膜?上の酸化されたポリシリコン膜を完全に
除去するために、該ポリシリコンを選択酸化する第2層
のシリコン電化膜はマスクの位置合せ精度を含め、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窓17と第1層の電化シリコ
ンSi8N4膜7を除去したエミツタ窓とが自己整合さ
れず、ベース領域内を小さくするのが難しく、ベース・
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、前述した外部ベース領
域とエミッタ領域とを自己整合によって形成し、もって
ベース領域の寸法を小さくして高速度および高集積度の
半導体装置を得るような半導体装置の製造方法の提供を
目的とするものである。
(6)発明の構成 かかる目的を達成するための半導体装置は少なくともベ
ース形成領域が所定パターンに窓開きされ九フィールド
酸化膜を有するシリコン基板上にポリシリコン膜がベー
ス領域と接続してフィールド酸化膜上に延びて形成され
、該ベース領域内のエミッタ領域の周囲がフィールド酸
化膜上に延びる二酸化シリコン族で囲われ、前記ベース
領域内のエミッタ領域を形成する拡散窓とエミッタ及び
ベース電極意が自己整合により形成され、前記エミッタ
領域からの接続用配線が前記ポリシリコン上に二酸化シ
リコン膜等の絶縁膜を介して形成されることを特徴とす
るものである。また上記半導体装置の製造方法は少なく
ともベース形成領域が窓開きされたフィールド酸化膜を
有するシリコン基板上に第1層のポリシリコン膜を形成
する工程、該ポリシリコン膜上より不純物を導入してベ
ース領域を形成する工程、該基板上に酸化シリコン膜お
よび窒化シリコン膜を順次形成する工程、該ベース領域
内のエミッタ形成予定領域上の窒化シリコン膜を窓開き
する工程、前記窓開きした窒化シリコンatマスクとし
てポリシリコン膜およびその下のンリコン基板の一部を
酸化して酸化物層を形成する工程、前記窒開きした窒化
シリコン族をマスクとして前記形成した酸化物層を除去
してエミッタ領域の拡散窓と電極室を形成する工程、前
1lIill!愈開きした電化シリコン膜とフィールド
酸化膜上の窒化シリコン膜を除去する工程、該基板上に
第2層のポリシリコン膜を形成して後で形成するエミッ
タ領域と接続をとる工程、該基板上のエミッタ領域に不
純物を導入する工程、該基板上に配線用金属膜を形成後
所定のパターンに形成することを特徴とするものである
。更に前記半導体装置の製造に関し、窓開きした窒化シ
リコン膜をマスクとして酸化物層を形成後、前記酸化物
層をマスクとして不純物を導入して外部ベース領域を形
成する工程、前記窒化シリコン膜をマスクとして酸化物
層を除去してエミッタ領域の拡散窓と電極室を形成する
工程、前記窓開きした窒化シリコン膜を除去する工程、
該基板上に第2−のポリシリコン膜を形成してエミッタ
領域と接続をとる工程、エミッタ領域の拡散窓よシネ鈍
物を導入して内部ベース領域とエミッタ領域を形成する
工程、該基板上に配線用金属膜を所定のパターンに形成
することを特徴とするものである。
(6)発明勢愉の実施例 以下図面を用いて本発明の一実施例につき詳細に説明す
る。
第7図より第11図までが本発明の方法を用いて半導体
装置を形成する場合の第1の実施例の工程を示す断面図
で第12図より第14図までが第2の実施例を示す断面
図で特にベース領域近傍の部分の要部拡大図で示す。
まず第7図に示すように前述した埋込み層2、素子間分
離帯4、フィールド酸化膜6A、6B。
6Cをそれぞれ形成した81基板上にボIJ Si膜2
1を後の工程で形成するベース領域からの接続用電極と
してCVD法によって形成する。その後練基板上よりボ
ロン(ハ)をイオン注入し該基板を熱処理してベース領
域22を形成する。その後5in9膜28と5j−aN
4膜24をCVD法によって連続的に形成したのちホト
リソグラフィ法を用いて所定のパターンに窒開きする。
この窓開きした部分の下のSi g扼が後の工程でエミ
ッタ領域となる箇所である。
その後第8図に示すように窓開きした部分のポリS1膜
28および下部の81基板を一部酸化して酸化物層25
を形成する。
その後該惣開きした818N4@ 24をマスクとして
用いて酸化物層26をプラズマエッチングのような異方
性エツチングを用いて第9−の点線!で示した部分に沿
って除去する。すると5iaN4膜24が屋根のひさし
のように張シ出した部分の下のバーズビークと称せられ
ている部分の酸化物層26は残留するようになる。更に
Sing @ 6 B上の5isN4膜g4、その下の
510t H28を開口しベース領域と接続するための
開口を設ける。
その後5isN+I[24をプラズマエツチング法で除
去したのち、第9図に示すように該基板上に後の工程で
形成するエミッタ領域と接続をとるためのポリS1膜z
6をCVD法によって形成する。
その後練基板上にシん硅酸ガラス(PSG)膜(図示せ
ず)をCVD法によって形成したのち、該PSG膜をホ
トリソグラフィ法で所定のパターンに形成して熱処理に
よってPSG膜中のP原子をベース領域内のエミッタ形
成領埴生に導入して第10図に示すエミッタ領域27を
形成する。
その後基板上にアルミニウム(AI)の配線膜を形成し
たのち、所定のパターンにホトリソグラフィ法で形成し
てエミッタ領域上に所定パターンのエミッタ接続用配線
28を、またフィールド酸化膜6B上に所定パターンの
ペース領#接続用配線29をそれぞれ形成したのち、こ
れら配線28.29が占める部分以外のポリS1膜26
をホトリソグラフィ法を用いて除去して半導体装置とす
る。
このようにして形成すればトランジy−ioベース領域
は第1層のフィールド酸化膜6A、6B上にのびるポリ
シリコン膜21によって接続がトラれ、またエミッタ領
域27の側壁部は810. $28で囲われているので
、エミッタ、ベース間がVヨードするのが防止される。
またエミッタ領域27を形成するためのPを拡散するた
め拡散室がそのままエミッタ領域の電極窓となっている
ため該エミッタ領域がベース領域内にベース電極窓と自
己整合によって形成されるので、従来の方法に比べてベ
ース領域を小さくとることができ集積度の向上した半導
体装置が得られ為。
足に第2の実施例を第18図よシ第14図までに示す、
この方法はエミッタ領域を惣開きした5i3N4pI1
124をマスクとして酸化物層25を形成してから該酸
化物層26をマスクとして不純物を導入して熱処理して
あらかじめ外部ベース領域31を形成する。
その後S’LsN4@をマスクとして酸化物層215を
プラズマエッチングのような異方性エツチングで除去し
てエミッタ領域の拡散室と電極窓を形成する。11!に
Si8N4膜24を除去してから第18図のようにポリ
5j−11111i16を形成後、前記酸化物層25を
除去して形成したエミッタ拡散窓よりB原子をイオン注
入して内部ベース領域82を形成する。
続いてAs或いはPをイオン注入し第14図に示すエミ
ッタ領域88を形成する。そして該基板上にAIの金属
膜を蒸着によって形成したのちホトリソグラフィ法で所
定のパターンに形成してエミッタ接続用電極28、ベー
ス接続用電極29を形成する。実施例2では外部ベース
と内部ベースを独立に形成しているので内部ベースを浅
く、外部ベースの抵抗を低くすることができ、トランジ
スタの高速化により遺している。
(7)発明の効果 このようにして形成された半導体装置はエミッタ領域の
側壁部分が酸化膜で覆われているのでエミッタ、ベース
間のリークといった現象がなくなり、またエミッタ領域
形成用の拡散窓とエミッタ及びベース電極窓とがセルフ
ァフィンで形成されるのでベース領域の巾寸法も小さく
することが可能で形成される半導体装置の集積度の向上
および高速化が可能である。また従来のAPSA法に比
べて工程が簡単なので低コストの半導体装置が得られる
利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図よシ第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、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要部断面図である。 図において1は81基板、2は埋込み層、8はS1工ピ
タキシヤル層、鳩は素子間分離領域、5A。 5 B、 ?、 9 A、 9 B、 9 C,24t
iSi3Ndll、8゜gl、26はポリS1験、8A
、6B、60.10A、IOB、10C,IOD、18
.2B、g5dsiosfi%11.81は外部ペース
領域、22ハヘース領域、15. g7.88はエミッ
タ領域、16.2B、 29t*tli%17はポリシ
リコン電極、14.8gは内部ペース領域、Aはペース
形成予定領域、Bはコレクタ接続領域、Cはエミッタ形
成領域、Iはエツチングの境界線を示す。 1B1図 第 2図 第3図 #8E     24 第 10図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 0) 少なくともペース形成領域が所定パノーンに電開
    きされたフィールド絶縁膜を有する基板上にポリシリコ
    ン膜がベース領域と接続して該フィールド絶縁膜上に誕
    びて形成され、該ペース領域内のエミッタ領域の周囲が
    フィールド絶縁膜上に砥びる絶縁膜で囲われ、前記ペー
    ス領域内のエミッタ領域を形成する拡散嫁とエミッタ及
    びペース電極窓が自己整合によシ形成され、前記エミッ
    タ領域からの接続用配線が前記ポリシリコン膜上に絶縁
    膜を介して形成されていることを特徴とする半導体装置
    。 (2)少なくともペース形成領域が窓開きされたフィー
    ルド絶縁膜を有する基板上に第1層のポリシリコン膜を
    形成する工程、該ポリシリコン膜上よシネ鈍物を導入し
    てペース領域を形成する工程、該基板上に酸化シリコン
    膜および窒化シリコン族を順次形成する工程、該ベース
    餉埴内のエミッタ形成予定領域上の電化シリコン膜を奪
    開きする工程、前記窓開きした窒化シリコン膜をマスク
    としてポリシリコン膜およびその下の基板の一部を酸化
    して酸化物層を形成する工程、前記窓開きした窒化シリ
    コン族をマスクとして前記形成し九酸化物層を除去して
    エミッタ領域の拡散窓と電極窓を形成する工程、前記窓
    開きした窒化シリコン膜とフィールド酸化膜上の窒化シ
    リコン族を除去する工程、該基板上に第2層のポリシリ
    コン膜を形成して後で形成するエミッタ領域と接続をと
    る工程、該基板上のエミッタ領域に不純物を導入する工
    程、該晟板上に配線用金属展を所定のパターンに形成す
    る工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 (8)前記半導体装置の製造に関し、窓開きした窒化シ
    リコン膜をマスクとして酸化物層を形成後、前記酸化物
    層をマスクとして不純物を導入して外部ペース領域を形
    成する工程、前記電化Vリコン膜をマスクとして酸化物
    層を除去して工文ツタ領埴の拡散窓と電極窓を形成する
    工程、前記窺開きした電化シリコン膜を除去する工程、
    該基板上に第2層のポリシリコン膜を形成してエミッタ
    領域と接続をとる工程、エミッタ領域の拡散窓よシネ鈍
    物を導入して内部ペース領域とエミッタ領域を形成する
    工程、該基板上に配線用金属膜を所定のパターンに形成
    することを特徴とする特許請求の範囲第(2)項に記載
    の半導体装置の製造方法。
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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
JPH01119064A (ja) * 1987-10-31 1989-05-11 Nec Yamagata Ltd 半導体装置の製造方法

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