JPS58127374A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPS58127374A
JPS58127374A JP57008934A JP893482A JPS58127374A JP S58127374 A JPS58127374 A JP S58127374A JP 57008934 A JP57008934 A JP 57008934A JP 893482 A JP893482 A JP 893482A JP S58127374 A JPS58127374 A JP S58127374A
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黒田　重雄
Takahiko Takahashi
高橋　貴彦
Akio Anzai
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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】 本発明は半導体装置の鯛造法ＶＣ関し、荷に絶縁分−Ｌ
ｋｉ域と、こ４からめる距離を直いて１６威された牛都
体領域とのアライメント技術に関する。
バイポーラ型千専体袈直では、各千都体４Ｈ域の鐙鰍分
庫領域として、第１ム図及び４１３図に示すようにしで
厚い酸化膜（フィールド酸化膜）４ｒ用いる。この場合
、フィールド酸化＃４とエミッタ軸域７とかオーバーラ
ツプするいわゆるウォールドエミッタ構造とならないよ
うにする必賛かある。何故ならば、ウォールドエミッタ
構造となルト、９１１工ばエミッタ・コレクタ間の短絡
不良か発生したり、１ｉＩｌ接するトランジスタ集子間
の耐圧か十分ＶＣ侍らねなくなるという間ｉｉｔ生ずる
からでおる。
ウォールドエミッタ構造となるのｔＶｉ止するには、フ
ィールド酸化膜４に規定するマスクとエミッタ領域７を
規定するマスクとの間の合せ誤差を鷹慮してマスク合せ
余裕を取るｔｌｌＬかめる。泗えげ、第１Ａ図に示すフ
ィールド酸化膜４と工ばツタ領域７の距離ｄＩは、確渫
丁べき距離が３μｍでめるとすれば、いかなるマスク会
せｌＩａ差に対してもこの距離か昧颯できるようにこの
マスク会せ誤差±１．５μｍ’（余裕として見込んで（
ｌｌ＝４．５μｍＶｃ設定される。
このようにマスク会せ余裕を駅今ことによって、ウォー
ルドエミッタ構造に起因する短絡不良は防止できる。し
かし、その一方でりのような問題を生ずる。即ち、フィ
ールド酸化編番とエミッタ領域７との間にマスク合せ余
裕を設けることは、図から明らかなように、直ちにベー
ス領域５０面積の増加及びベースΦコレクタ接合面棟の
増加【＠く。この友め、マスク合せ余裕ｋｊｌることｒ
ｉ高集積化の妨げとなると同時に、ベース・コレクタ接
合容量の増加により高速化の妨げとなる。これらは近都
工Ｏの高集積化、＆連化か進むにつｎて大きな問題とな
ってき皮。
従って、本発ｖＪ４は上記不良の発生音防止しつつＩＯ
１高集積化、高速化できる工０の製造方法會提供するこ
とにある。
以下、実施例にそって本発明について畦述する。
ＩＩ２ム図〜＠２工図は本発明によるバイポーラ身重Ｃ
の製造工Ｓｔ−示す王権断面図である。
まず、１１２人図に示すように、Ｐ−型シリコン基板１
１（１）−主面上にＭＩＭ不柵物例えばアンチモン８ｂ
ｔ遍択煤散してＮＷ埋込層Ｂとし、その上にエピタキシ
ャル成長によるＮ　型２９３７１ｍ１３ｔ−形成し几基
体金用意する。そして、Ｎ一層１３の表ｒｊｎに＄１１
１１！飯什による薄い（２００〜５００Ａ）ｍ化＠（Ｓ
ｉｎ、醗）１４を形成し、さらにその上に化学気相反応
法（ＯＶＤＢ＆）により約１０００〜１５００Ａの厚さ
に耐酸化績であるシリコンナイトライド１１１（Ｓ　ｉ
ｓＮ＊躾）１５’ｉ形成する。
次［、第２　Ｂ１１［示ｊヨうに、８１ｓＮａａｌ１５
’ｉホト工ツチング処哩によりパターニングし第１の耐
酸化マスク１５１及び１５２ｔ−形成する。この第１の
耐酸化マスク１５１及び１５２は第３ム図に示す形状ｔ
−有している。卯も、マスク１５１Ｆｉエミツタ領域と
なるべき部分１６及びベース電極コンタク）部１７以外
のベース領域となるべき部分に６１っており、マスク１
５２はコレクタ電極゛コンタクト部ｔ−ａつている。逆
にＳｉｎ、績１４か露出している部分に、上記のエミッ
タ領域となるべきｂ分１６、ベース電極コンタクト部１
７及びフィールド酸化−となるべき部分１８及び１８＆
である。このときエミッタとなるべき部分１６とフィー
ルド酸化膜となるべＳ部分１８ａとの間隔ａｍけガえば
３μ溝とする。この距ｌ１ｌｖｃはマスク会せ余裕は含
まねておらず、３μｍかほぼそのままエミッタ領域とフ
ィールド酸化膜との距離となる。
次に、＠２ｃ図に示すように、ＯＶＤ法により８１０−
膜１９に約２００〜５００Ａの厚さに全面に形成し、引
続き、ＯＶＤ法により耐酸化績である８１ｓＮ４１１１
に形成する。そして、この５ｔａＮ、編を選択的にエツ
チングにより除去して、前記エミッタｉｍｌ埴となるべ
き部分１６及びベース［極コ／タク）Ｉｌｌ　７を蛋橿
する第２の耐酸化マスク２０ｔ−形成する。この第２の
耐酸化マスク２０＃″１ｌｌｌＥ３Ｂ−図に示す形状ｔ
−！している。なお、＃！１及び第２ｅ）マスクか同一
材料でない場合は、８１０．ｌ［１９は形成せずともよ
い。１九、この８１ｓＮａ　ｓＩ２０のパターニングに
おｈては、エミッタ領域となるべき一分１６及びベース
電極コンタクト８１７に十分ＫＭっていれば良く、Ｉｆ
ＩＩＫ＆ぜ梢度を必要としない。
次に、この状−でチャネルストッパ形成の九めＫＰ型不
純物會イオン打込みしｔ後、第２Ｄ図に示すように、ｌ
＠１の耐酸化＠ｌ　５１．１５２及び第２の耐酸化１１
ｉ２０ｔ−マスクとして高圧鹸化（＆Ｐｉｌえは３〜５
気圧）又は常圧高ｍ高湿（Ｉｏｏｏ℃ウェット雰囲気）
酸化を行ない、Ｎ　＋　ｍ埋込み層１２に達するような
厚さ１〜２μｍ穆度のフィールド鹸化ｍ２１を部分１８
及び１８＆に形成する。このときエミッタ領域となるべ
き部分１６及びベース電極コンタクト部１７には、謝２
の耐酸化［２０かめるため、フィールド酸化ｌＩ２１は
形成されない。つまり、フィールド鹸化＄２１は＄　ｌ
　ＩＺ）耐酸化績１５１と１５２との間０＠域にのみ形
成される。従って、第１の耐酸化１［は絶縁分離領域で
おるフィールド酸化ａ１２１？ｌ−規定するものであり
。
一方、第２の耐酸化ＩＩＩはエミッタ領域となるべきｍ
分１６及びベース電極コンタク）＠１７０ｙ−型シリコ
ン層１３表ｔｈか酸化されるのを防止１今ものである。
次に、第２１／）耐酸化績でめるナイトライド換イＯｔ
熱すン瞭等によりエッチ除去する。このときｓｔ″ｏｔ
　Ｉｌｌ　１９かあるため駆ｌの耐酸住良であるナイト
ライド８１１５１及び１５２はエッチさ７″Ｉない。
次いでフッ酸系エツチング液により全面の８１０゜＄１
１９１−エツチングし、引続き露出し７ｔ　８１　Ｂ　
Ｈａ　ＩＩをマスクとして８１０．躾ｔｉｔエツチング
する。
こｔＩＫよりエミッタ領域となるべ１！部分１６とベー
ス電極コンタクト部１７ＯＮ−ルシリコン層１３か露出
する。この後、８２１図に示すように、Ｎ−膠シリコン
層表Ｉｆｉｔ−再−化し薄いｓＩＯ，換２２を手数する
。
次に、第２Ｆ図に示すように、ベース−をマスク例えば
ホトレジスト＄２３で覆いコレクタ肯の８１ｍＮ４１［
１５２１ドライエツチングにより除去した後、この状態
でＭ１Ｍ不純物例えばリンのイオン打込み、アニール処
＠七行なってコレクタ電体液出し部のＭ　型層２４【形
成する。
ぴに、ホトレジスト＠２３に除去した後、５１１２０図
に示すように、コレクタＩＩＩＪｔ−マスク例えはホト
レジスト膜２５で優い、ベースＩＩＩＫＰ型不純物？ｌ
ｌえばボロンのイオン打込みｆ　８　ｉｏｎ　Ｉｌｌ　
２２及び５ＬｔＮｉ　ｌ１ｉ１１５１　ｆ通して打込み
エネル＊　３０〜５０ＫｅＶ、不純物８度ＩＸ　１０′
４〜ａ　ｘｌ　（＋”　ｌｔｏｍｓ／ｃｌｉで行う。こ
のときボロンはＳｉ、Ｎ、模會透過し易いので、打込み
エネルギか３０〜５０Ｋｅ’Ｖで％。
十分透過ｆる。９５０〜１０００℃ｒ４０〜６０分アニ
ール七析ｌ５ことにより、Ｐ＋型ベース領域２６金形成
する。このＰ＋ベース領域２６の深さｆ１８１ｍＮ＜Ｍ
ｌ　５１ｔ−通り、７ｔｌ１分の深さ６ｉｕ０．２〜０
．４μｍと浅く、８１９Ｎ＊ｌ１ｔ−通さない部分の深
さｄ３はＱ、（１４〜０．６μｍ柳屓に深く形成される
。
次に、ホトレジスト膜２５を除去した後に、第２Ｈ図に
示すように、ベース電極コンタクト部の上をマスク例え
ばホトレジスト−２７で覆った状態でＮ型不純物例えば
ヒ素のイオン打込みを打込みエネルギ５０ＫｅＶ、不純
−＃Ｊ１５ｘｔＯ”ａｔｏｍｓ　／　７ｆ　ｈ　５゜コ
ノとき、ヒ素は８１ｓＮ、躾を透過しＫくいので、打込
みエネル＃か５０に＠Ｖであっても８１！Ｎ４ａｌｌか
存在する部分でに基板に通しない。つまりエミッタ懺域
２８ｒｉ第１１２′）マスクである８　Ｌ＠Ｎ４９１５
１　Ｋよって規定される。この後、９５０〜ｔｏｏｏ℃
でアニールを行ない、Ｍ”型エミッタ領ＪＩｍ２８に層
形成する。このＮ＋型エミッタ領域２８の深さＦｉｏ、
２〜０．４μ扉程度である。なお、このエミッタ領域形
成時にコレクタ電ｆｉ１ｉ取出し部２４に同時ＫＭ　　
型不純物か専入される。
次に、ホトレジスト９２７に取除き、露出したｓｔｏ、
換１４及び２２１ｒ全ｒＩＥＪヲ軽くウォッシュするこ
とによシ蝦除き、アルミニウムを蒸着、ホトレジスト処
＠によるバターニングを行なってベース電極３１．エミ
ッタ電極３０及びコレクタ電極２９１形成する。
以上本発明の実施料につ匹て説明し友。
本発明によれば、ウオールドエミッタ構造によるコレク
タ・エミッタ間の短絡不良を完全に防止でき、かつ高集
積化か酎れる。これは、フィールド酸化膜２１とエイツ
タ領域２８倉ともに一枚のマスクすなわち１１１１の耐
酸化膜である８　１１Ｎ、−１５１及び１５２のパター
ンによって規定しているからである。これ普でのよう６
２枚のマスクによって別々にフィールド酸化１１２１と
エミッタ領域２８【規定するのではないから、根本的に
マスク合せずれはない。そして、両者の闇の距Ｓは、８
１１Ｎ、膜１５１のパターンによって規定される距離ａ
ｍ　と＃１ぼ等しくなる。ゆえＫ、ウォールドエミッタ
構造となることはなく、これによるエミッタ・コレクタ
間の短絡不良も完全に防止できる。
′１次、マスク合せ余裕ｔＭＲる必要かないｑ）で。
従来と同じ面積のエミッタ領域會考えるとマスク合せ余
裕分だけベース面積を小さくできる。一つのトランジス
タ素子としては、ガえば３０数％の面積削減か可能であ
り、工０全体としても大きな効果か期待できる。
ｆ７ｔ、本発＃４によれば、ｘａ５４達化することかで
きる。これは、上述したように、ベース面積か従来より
大きく削減されておｐ、この？Ｎ１釆、Ｐ＋型ベース餉
域２６とＭ’Ｊｉ９エピタキシャル層１３と層間３豪＆
各量即ちベース・コレクタ谷型か低減するためである。
さらに、本発ｆＩ４によれば、ベース・コレクタ谷雪を
作るＮ−型エピタキシャル層１３か、Ｎ　型埋込層１２
からの上方拡散等により一度勾配を有する場合は、ＸＯ
の高速化に対してより大きな効果かめる。
一般に、ベース・コレクタ接合−でのコレクタｔａ＆か
低いほどベース・コレクタ＃１０ＴＯｔ低減できるか、
逆にそのトランジスタの高域連断周波数ｆ、もそれにつ
れて低くなってしまう。この友め、ベース・コレクタｖ
ｅｒ作るエピタキシャル層かその深さに比ガして１ｍ度
か高くなる不純物分布を有している場合には、その深さ
とベース・コレクタ接合倉ＣＴＯ’及び高域！１Ｗｒ８
ｔＩｌ数で、とＯＳＳは夫々、第４図の冥−及び虐−の
ようになる。したかつて、従来のようにベース領域の深
さ全全体的にエミッタ領埴下鄭の実効的ベースとして働
く部分の深さと同一にした場合Ｖｃｒｉ、低寄生容量化
による高速化と高い！、に４ることは相反するもｅ）で
る９同時に実慣できるものではながっｔｏ一方１本発＃
４によれば、エミッタ領域２８下のベース領域の坏散Ｓ
畜＋１ｓｔｉ、第４Ｇ図で説明したように、能の大半の
ｓ域の拡散深さｄ４　よりも深くなっている。この深さ
ｄ、及びｄ４の部分での基板六面から垂直方向への不純
物ｆＩＩｋ度分布全分布図に示す。同図において、実験
及び縄編は夫々深さｄｌ及びｄ４の部分での分布會示す
。図よりわかるように、深さｄ４の部分でのベース・コ
レクタ接合部でのコレクタ不純物層Ｉｆは深さｄｌの部
分よりも低くなっている。
このように、実効的にベースとして働く部分であるエミ
ッタ領域直下のベース・コレクタ接合でのコレクタ領域
の不純物層１ｆか高いＣ）で、高いｆ′Ｋか得られる。
−万、ベースｍｙ全体としてのベース・コレクタ接合谷
量會蒐ると、ベース領域の大半は接會探さか浅く、接合
でのコレクタ領域の不Ｎ物濃ｆか低いので、ベース・コ
レクタＷ’ｌｋ全体としては小さくでき８＆運化か計れ
る。
本発明によれば上に述べｔ効果以外に下記の諸効ＪＩｌ
か得られる。
（１）高温で形成これる繊密な８１．Ｎ、換１５１（／
＜シベーション換として使用できる。
（２）ベース電極３１ｉベース領域２６に接触させる次
めのコンタクトホール形戚工穆を省略できる。
本発明は種々変形か可能である。その−例ｔ−第６図に
示す。このｆｌは、上述の実施ガにおいて、馬ｌのマス
クでめる８　Ｌ、Ｎ４換１５１の形状を変え７ｔガでめ
る′ｃ、卸ち、第２Ｂ図に示す工樽で８１．Ｎ４１ｍ１
１５１ｔ−ベース電極コンタクト部１７１にも橙うよう
にパターニングして祷られる素子構造會示す１ｌｆｒｌ
ｆ１図テアル。
この例によりば、ベース電極下部のベース・コレクタ接
合の深さは、ベース領域形成の几めのイオン打込みが８
ＬｓＮｉｌｌｋ通して行なゎ９る結果、浅い接合深さ４
４に等しくなる。し友かって、ベース・コレクタ接合ｔ
な丁Ｎ−型エビタキシャル層１３か纂５図に示すような
不純物−１分布ｔＶする場合、上述の実施ガよりもざら
にベース・コレクタ柊ｔｔ−低歇で１本高速化に有利で
ある。このガの製造プロセスＦｉ第２ム図〜＠２Ｉ図に
示し次上述Ｃ１１’１４ｍガの製造プロセスとはけ同じ
であるか、エミツタ領域２ｓ彫ｇ後に、ベース電極３１
５　ヘ−ｘ　９３　域２６　Ｋ　Ｊｌ触させる７ｊ＆’
）［）８１．Ｎ４ｉ１１１５１へのコンタクトホール開
窓ニーか新友に必要となる。なお、第２Ｈ図のホトレジ
ストｍ２７形成工程か不要となるのでプロセスの増加は
わずかでるる。このガによれは、以上の点の他は上述の
実施例と同様の効果を得ることかできる。
本発明は上述の実施例ＶＣ＠定されることなく、例えば
酸化膜アイソレーション食用いた工ＮＬ等にも応用でき
る。
【図面の簡単な説明】
＃！１ム図及び第１３図は従来のバイポーラ番ＩＣ７斥
す平面図及びＷＩＴ面図、第２ム図〜第２１図は本発明
によるバイポーラ型工０の製造方法を示す１穆断面図、
＠３３ム及び第３Ｂ図は微速王権での平面状ｍｅ示す図
、編４図はベース・コレクタ接合深さとその容置及び高
域ｆｉｌｌｈｌｌ＆数との関係を示す図、第５図は不純
−一度分布【示す図、第６図は本発明の他の実ｍ１ＰＩ
ｔ−示す断面図である。 １１・・・シリコン基板、１３・・・エピタキシャル層
、１５１．１５２　・・・纂ｌの５ＬＩＮ４４ｄｌ、ｉ
　ｏ　・・・纂２の５ｉｎＮ４楔、２１・・・フィール
ド酸化膜、２４・・・コレクタ電極取出し部、２６・・
・ベース領域、２８・・・エミッタ領域。 第１Ａ図 ザ 第１５図 第２Ａ図 ／グ　　／Ｓ ｌ　／ 第２ｂ図 ／／ 第２Ｃ図 ／／ 第２Ｄ図 ） ／　／ 第２Ｅ図 第２Ｆ図 ／／ 第２Ｑ図 ！ 第２王図 第３Ａ図 第３ｂ図 第　　４　　図 第　　５　　図 ！−ＦｆｎｉＳ　の３ｚｙｔ　　−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １、牛導体階Ｃ）＃ｅ市圧設けられた絶縁分離領域から
    ある距離だけ障れ次位［に牛導俸領域を１”する半導体
    装置の製造方法において、ＩＩＪＩ！６絶縁分離領域及
    び前記牛優体＊城を規定する友めの第１のマスクを形成
    する１物と、前記第１のマスク上ｒＣ前記牛都体１１ｎ
    ！となるべきｉＩ城を柵うように第２のマスクを形成す
    る１柳と、前記第１及び繭２のマスクによってｅ縁分離
    １１１域會形成した。後に前記第２のマスクを除きＩｆ
    ｆＥ牛導体領域を形成する王権と′に有することｔｌ″
    特徴とする半導体装置の製造方法。
JP57008934A 1982-01-25 1982-01-25 半導体装置の製造方法 Pending JPS58127374A (ja)

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