JPS58206158A - 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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JPS58206158A
JPS58206158A JP9008282A JP9008282A JPS58206158A JP S58206158 A JPS58206158 A JP S58206158A JP 9008282 A JP9008282 A JP 9008282A JP 9008282 A JP9008282 A JP 9008282A JP S58206158 A JPS58206158 A JP S58206158A
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JP
Japan
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film
semiconductor
conductivity type
semiconductor device
insulating film
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JP9008282A
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JPH0155585B2 (ja
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Kazuyoshi Shinada
品田 一義
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. 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

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】 二発明の技術分野〕 本発明は半導体装置・り製造方法に関し、詳しくはバイ
ポーラメモ□ノーデバイス等のバ・「ポーラ集、@回路
、C適し之エミッタ領域の形成方法に係る。
〔発明O技術的背景し バイポーラ集積回路は主として酸化膜分離技術、浅い接
合形成技術、多層配録技術?適用することにエリ高速化
、高集積化が達成される。
特に、バイポーラトランジスタのエミッタ領域形成の迄
めの不純物として砒素?用いれば、高濃度で分布の均一
、な浅い接合r形成Tることができ、エミッタシリーズ
抵抗を低減することができるので、砒素はバイポーラデ
バイスの高性能化に玉めで有効となる。
ところで、従来のバイポーラトランジスタは第1図、C
示すジノ紫有しtlいわゆるクオツシュトエミツタトラ
ンジスタであり、以下7);うな方法にエリ3!遺され
ている。
まず、図示しないP−型シリコン基板て部分的にN 型
埋込領域?形成し之i&、全面KN型エビタキシャ7し
1(コレクタ領域)1〒成長させる。次:′c1該エピ
タキシャルi(コレクタ領域)l上の全面て絶縁膜2r
形成し食後、イオン注入に:すP型ベース領域3r形成
する0つづいて、該P型ベース領域3の一部に対応する
前記絶縁膜2に開孔部4r形成し、As+イオン注入あ
るいはAs 拡散に:り該開孔部4から露出した前記P
型ベース領域3にN+型エミッタ領域5?形成する。つ
づいて、At あるいはAt−8t(z用いてエミッタ
鷹至6及び池の電極を形成し、NPNバイポーラトラン
ジスタケ製造Tる。
〔背景技術の問題点〕
第1図図示の従来のバイポーラトランジスタにおいては
、エミッタ領域の接合深さが浅く、横方向の拡散も少な
い文め、絶縁膜2の開孔部4の端部でエミッタ電極6が
エミッターペース接合に触れて短絡?起す恐れがあると
いう問題点かあつtD 〔発明の目的j 本発明はm 愼:c二るエミッターベース(度合の短絡
で、防止して1言M性の高いパイポーラトランジスタ?
有する半導体装lの調造方法r提供し二うとするもので
ある。
〔発明り概要〕
通常、半導体基板の表面°保護膜としては厚さ0、5μ
m程度の比較的厚い酸化膜が庚用さnているが、厚さ0
.1μ’in以下の薄い酸化膜と厚さ0、1μm程度の
窒叱膜からなる二層構造は極めてパッシベーション効果
があることが知られており、最近0 L S Iデバイ
ス:Cは広く用いられようとしている。本発明はパッシ
ベーション膜として夏用される上記二層構造【利用しk
ものである。界下、本発明の概要?第2図上参照して説
明「る。
まず、第1導1型の半導体層、例えiiN型エビタキン
ヤル、111表面に°孤次第1及び第2の絶像F312
113に形成し;t i 、イオン注入により第2導電
型の不純物領域、例えばP型ベース領域14?形成する
。つづいて、該P型ベース領域14の一部上に対応する
前記第2の絶縁膜I3に第1の開孔部15p形成した後
、例えばNH4Fの工うな湿式のエッチャントヤ用いて
等方的なエツテングテ行ない、@記第1の絶縁膜12に
第1の開孔部ノ5;り大きい第2の開孔部16ヤ形成し
、前記第2の絶縁膜13に庇部13af形成する。つづ
いて、少なくとも前記第1及び第2の開孔部15 、1
61.H覆うように例えば減圧CVD法にて第1導電型
、例えばN型不純物Am  l−ドープした半導体7摸
r堆潰し食後、反応性イオンエツチング(RIE)に工
り該半導体膜?エツチング除去すると、反応性イオンは
直進性があるため、前記第2の絶縁膜13の庇部13a
下の陰の部分のみに残存半導体膜17が形成される。つ
づいて、第141型の不純物、例えばN型不純物AS 
f前記第1及び第2の絶縁膜12.13’z透過しない
エネルギーでイオン注入した後、熱処理kMMして・f
オン注大層に電気的に活性にするとともに前記残存半導
体腓17中のAa  ’l(拡散させて第1導電型の不
純物領域、例えばN++エミッタ領域18ケ形成了る。
以上の工程の後に、例えばエミッタ電画ケ形成すれば、
該エミンタi!砥はエミッターベース接合に触れること
がないので、信頼性の高い半導体装置?製造することが
できるO 〔発明の実施例〕 以下、本発明(zNPNバイポーラトランジスタの型造
に適用しに実施例r第3図(a)〜(g) *3照して
説明する。
まず、比抵抗5〜10Ω−画のP−型シリコン基板2ノ
に部分的にρ8−20Ω/口のN+型埋込頂域22ケ設
けt後、気相成長法にエリ比抵抗0.2Ω−信、厚さ1
.0μmのN型エピタキシでル層ケ成長させた。次1こ
、選択酸化仮術に従い、前記N型エピタキシャル層上に
頭次形成された図示しないバッファ酸化膜及びシリコン
窒化膜上マスクとして熱酸化で施して前記N+型型埋領
領域2に達する厚さ1.2μmの分離酸化膜23’f形
成するとともに、該分離陵化膜23に:つて分離され之
N型島領域(コレクタ領域)24に形成し、t(第3図
(a)図示)0次いで、ドライ識素雰囲気中、1000
℃で2時間熱処理で施すことに=す、前記N型島領域(
コレクタ領域)24表面に厚さ5ObXの熱酸化膜25
?形成した。つづいて、減圧CVD法にエリ全面に厚さ
0.1μmのシリコン窒化膜?堆積した後、バターニン
グして前記熱酸化膜25上にシリコン窒化膜パターン2
6を形成した。つづいて、図示しないホトレジストパタ
ーン?マスクとして前記Nu島領域(コレクタ領域)2
4の一部にBizネルギー12JKeV。
F  X i I X i 014(H@−”の条件で
イオン注入し之後、前記ホトレジストパターンを除去し
、窒素雰囲気中、1000℃で60分間熱処理?施すこ
とによりイオン注入層?眠気みに活性とし、ρ5=60
02/′ロ* xJ= O,spm vp型ベース領域
27に形成し友(第3図Cb)図示)。
次いで、前記P型ベース領域27のエミッタ形成領域上
及び前記N型コレクタ領域24のコレクタコンタクト形
成領域上に対応する前記シリコン窒化、模パターン26
’1zCF、 、02.N2からなるプラズマによって
選択的にエツチング除去して第17)開孔部28.28
’(形成し之。一つづいて N 7(、?中に90秒浸
すことにより、該第10開孔部28,28から露出し友
前記熱酸化膜25テ選択的にエツチング除去した。
NH4F1てよるエツチングは等方的であるので、前記
第1の開孔部2g、2g(旬大きい第2の開孔部29.
29が形成され、前記シリコン窒化膜パターン26.C
庇部26aが形成され之(第3図(c) k示)0 次いで、減圧CVD法に;り全面に厚さ0.2μmのA
s  ドープト多結晶シリコン膜30そ堆積させ文。威
圧CVD去によれ、ば多結晶シリコンDまわり込みがj
めて=い比め、前記シリコン窒化膜パターン26・つ庇
部26a下にもAs  ドープト多結晶ノリコン嘆30
が堆積される(第3図(d)図示)0 次いで、CF3Br  とCt2の反応性イオンガス中
;で、流量比CF3Br/Ct2 = 0.6 、パワ
ー300W、圧力0. I Torr  の条件で4分
間曝すことに=り前記As  ドープト多結晶シリコン
膜30pエツ六ング除去し、18反応性イオンは直進性
?有するので、前記シリコン窒化膜パターン26の庇部
26a下にのみ残存As  ドープト多結晶シリコン展
30′が形成された(第3図(、)図示)0 次いで、酸素アラシイ−に=り前記第1及び第2の開孔
部211,2d、29.29から1出しに夫々の半導体
層表面の有機物?除去した後、KOI(系のエッチャン
ト、・てぶり表面層r100^エツチング除去すること
にエリ反応性イ7ノエッチングに=る表面ダメージ層で
除去した0つづいて、AS  でエネルギー60KeV
、  ドーズ量5X10”cm”の条件でイオン注入し
之o上記エネルギーであればAs+が熱酸化膜25及び
シリコン窒化膜パターン26カ)らなる二層構造t透過
することはない。つづいて、窒素雰囲気中、1000℃
で10分間熱処理することにエリ、イオン注入層?電気
的に活性とするとともに前記シリコン窒化膜パターン2
6の庇m26a下の残存As  ドープト多結晶シリコ
ン膜30′中のAs  を熱拡散させて、452409
7口。
Xj=0.2μmのN+型エミッタ領域3ノ及びN 型
コレクタコンタクト領域32ケ形成した(第3図(f)
図示)0 次いで、前記P型ベース領域27のコンタクト形成領域
上に対応する前記シリコン憾化膜パターン26及び熱酸
化膜25を順次エツチング除去して開孔窓33’fz形
成した。つづいて、全面にAt−8i k 1. Oa
m堆積シタ後、バターニングしてエミッタ電極34、ベ
ース電極35、コレクタ電に36に夫々形成してNPN
バイポーラトランジスタ金製造した(第3図(g)図示
)0しかして)上述し友製造方法によれば第3図(f)
図示の工程で形成されるN+型エミッタ領域31の接合
深さ?浅くしてもシリコン窒化膜26の庇部26a下の
残存As  ドープト多結晶シリコン膜30′からのA
s  拡散によりコンタクトホールとなる第1の開孔部
28に比べて充分に面積ケ広くできるので、第3図(g
)図示の工程で形成されるエミッタ1僑34はエミッタ
ーベース接合に触nることはない。し、tがって、エミ
ッターベース接合の短絡忙防止することかでさ、信頼性
の高いNPNバイポーラトランジスタを製造−すること
ができる。
なお、エミッタ形成用のN型不純物は上記実施例の如<
A8  に限らず、P、SbでもLいことは勿論である
〔発明の効果〕
本°発明に:れば電極によるエミッターベース接合の短
絡?防止して信頼性の高いバイポーラトランジスタを有
する半導体装置の製造方法を提供できるもの・である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のバイポーラトランジスタの要部断面図、
第2図は本発明の詳細な説明するため、つ°バイポーラ
トランジスタの要部断面図、第3図(a/〜(g);す
本発明の実施)刈シζ3けるNPNバイポーラトランジ
スタの製造方法τ二程頂二示す所面スである。 2I・・P−型シソコン基友、22・・・:・J′塁浬
込領域、23・・分離層化膜、24・・・N型島領域(
コレクク領域)、25・・・熱酸[ヒ漠、26・・・シ
リコン窒化膜パターン、26a・・・庇部、27・・・
P型ベース領域、28・・・第1の開孔部、29・・・
第2の開孔部、3o・・A8  ドープト多結晶シリコ
ン膜、31・・N+型エミッタ領域、32・・Nuコレ
クタコンタクト領域、33・・・開孔窓、34−°°エ
ミンタ電啄、35・・・ベース電極、36・・・コレク
ターi。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  第1導電型の半導体層上に順次第1及び第2
    の絶縁膜?形成する工程と、イオン注入に工り前記半導
    体層に部分的に第2導電型の不純物領域を形成する工程
    と、該第2導電型の不純物領域の一部上に対応する前記
    第2の絶縁膜に選択的に第1の開孔部?形成する工程と
    、該第1の開孔部下の前記第1の絶縁膜に第1の開孔部
    りり大きい第2の開孔部を形成し、該第2の開孔部付近
    の前記第2の絶縁膜r庇状に延出させる工程と、少なく
    とも前記第1及び第2の開孔部金種う工うに第1導電型
    の不純物?ドープした半導体膜?堆積する工程と、反応
    性イオンエツチングにエリ前記半導体膜を除去し、前記
    第2の絶縁膜の庇部下にのみ前記半導体膜?残存させる
    工程と、第1及び第2の絶縁膜?透過しないエネルギー
    で第1導電型の不純物?イオン注入した衾、熱処理を施
    してイオン注入層を活性にするとともに前記第2の絶縁
    膜の庇部下に残存した半導体膜に含まれる第1導電型の
    不純物?拡散させることに:り前記第2導電型の不純物
    領域に第1導電型の不純物領域?形成する工程と?具備
    したこと?特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. (2)第1及び第2の絶縁膜が夫々酸化膜及び窒化膜で
    あること?特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導
    体装置の製造方法。
  3. (3)  減圧CVD法にエリ半導体膜?堆積すること
    ?特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体装置の
    製造方法。
  4. (4)半導体膜が多結晶シリコン膜であること?特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の半導体装置の製造方法
  5. (5)第1導電屋の不純物が砒素であること?特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の半導体装置の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60153164A (ja) * 1984-01-20 1985-08-12 Nec Corp 半導体装置
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