JPS5866358A - 半導体装置の製法 - Google Patents

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およびその製法に関する。

従来、バイポーラ・トランジスタを形成する場合、ベー
ス領域の内側にはいるようにエミッターを形成するか、
あるいは、エミッター及びベースの端が重なるような構
造をとるか、どちらかの方法がなされている。しかし、
いずれにせよ、これらの方法ではエミッター領域とベー
スのコンタクト領域との距離が、フォト・リソグラフィ
の限界で制限されている。つまり、一般に３μｍルール
とか４μｍルールなどによって制限される。また、さら
に微細化することはプロセス上あるいはその他の点で不
利な事が多い。このように、フォト・リソグラフィの制
限で微細化が困難な為、超高速トランジスターを形成す
る際、種々のプロセスが考えられているが、最も重要な
ことは、単純でかつ自己整合的にそれらの微細化がなさ
れることである。

本発明は、これらの微細加工を必要とせずかつ、エミッ
ター領域とベースのコンタクト領域の距離を自己整合的
にサブミクロンで形成でき、さらにベース抵抗の低減用
の補助ベースの接合深さを浅くできるなどの特徴を有す
るものである。

すなわち、本発明は第１の電導型の半導体基板において
、絶縁膜に囲まｈ九一部領域に、第２の電導型領域を有
し、該領域をほぼ二分割するところ傾針酸化性絶縁膜を
一定幅有し、その分割された第１領域及びその周辺の絶
縁膜の一部領域上に１第２の電導型多晶質半導体を、さ
らにその第２の電導型多晶質半導体上に絶縁膜を有し、
次に分割された第２領域に、前記第２の電導型領域内に
第１の電導型領域を有する構造において、前記第２電導
型多晶質半導体上絶縁膜に十分に重なるように、かつ前
記第２領域及びその周辺の絶縁膜の一部領域上に、第１
の電導型多晶質半導体を有することを特徴とする半導体
装置である。

そして、この第１の電導型多晶質半導体領域からの取シ
出し電極が、第２の電導型を有する前記第１領域の少な
くとも間接的に上に存在することが好ましい。

又、本発明は、第２の電導型多晶質半導体領域を形成す
るに当り、無添加多晶質半導体を全面に成長し、所望の
領域のみに第２の電導型を生じせしめるべき不純物を注
入し、選択的かつ自己整合的に不要多晶質半導体を除去
する工程を有することを特徴とする前記半導体装置の製
法である。

又、本発明は第２の電導型多晶質半導体領域を形成する
に尚り、不純物添加多晶質半導体あるいは無添加多晶質
半導体を全面に成長し、しかる後所望の領域のみを残し
、不要多晶質半導体を選択的に除去する工程を有するこ
とを特徴とする前記半導体装置の製法である。

そして、上記第２の電導型多晶質半導体領域の上に絶縁
膜を成長させ、それをマスク止して前記第２領域を自己
整合的に開口することが好ましい。

次に本発明の詳細な説明する前に、自己整合的にエミッ
ターが形成できる従来のトランジスターの一例を比較の
為に第１図に示す。すなわち、コレクタ領域（ｎ−型領
域）６にベース領域（ｐ型領域）５．グラフトベース（
ｐ型領域）７．工ξ、り領域（ｎ＋型領領域８が形成さ
れ、ここに多結晶シリコン配綜層２，９がそｔぞれ接続
されている。そしてエミッター−ベース・コンタクト間
距離は、分離酸化膜４の寸法で決意される。つまり。

この膜４を形成する時、耐酸化性被膜をフォト・工、チ
によりパターニングし、続いて多晶質シリコンがこの耐
酸化性被膜をマスクとして選択酸化される。このことは
、その寸法はフォト−リングラフィの限界によって微細
化の制限がなされる。

あるいは、選択酸化の際生じる二酸化シリコンの広がり
にも同じく制限さｆ、ることにな−る。以上のように、
素子自体の微細化を行なっても、それに見合つだけのエ
ミッター−ベースコンタクト間距離を縮めることが困難
になってくる。

一方、本発明はこれらの欠点を解消すべく、自己整合的
にかつ微細加工の技術を必要とせずに、前記例のトラン
ジスターのエミッター−ベースコンタクト距離を縮少で
きるなどの特徴を有するものである。

次に、本発明の実施例を図を用いて詳細に説明する。ま
ず、シリコン窒化膜を用いて選択酸化されて形成さね九
ベース領域にそのシリコン窒化膜上からホウ素をイオン
注入することにより、ベースを形成する。続いて、ベー
ス・コンタクト部のシリコン窒化膜を除去し、開孔後、
全面に多晶質シリコンを成長させる。

ここで％　１つの実施例を、第２図乃至第６図に示しで
ある。第１図と同じ機能のところは同じ符号で示しであ
る。第２図では、不純物無添加多晶質シリコン２を成長
させ、フォト・レジスト１により、ベース・コンタクト
引き出し領域を除いて覆う。ここで、レジスト１はシリ
コン窒化膜３の端よりも内側になるようにする。理想的
には、この距離ａは零でも可能であるが、実際問題とじ
て目合せマージンは必要である。この距離ａが最終的に
は、エミッター−ベースコンタクト間距離になることが
本発明の大きな特徴の１つであり、最低１μｍ程度にす
ることが前症である。そして、該主面全体にホウ素をイ
オン打ち込みする。レジスト１に被覆されていない領域
には高濃度（具体的には１０　ａｎ　　以上）のホウ素
が打ち込まれ、グラフトベース７が形成される。その後
、レジストｌを剥離し、ホウ素濃度による選択エッチ液
（例えばＫＯＨなど）Ｋより、非打ち込み領域の多晶質
シリコンを除去する。

あるいは、この工程でのもう一つの実施例を示す第７図
のように１第２図のフォト−レジスト１の被覆状況とは
逆のネガ−ポジ関係のパターン、つまりベース・コンタ
クト引き出し領域１０のみを覆うようにする。その後非
被榎領域の多晶質シリコンを除去するわけである。ここ
で、補助ベース用のボロンはパターニングの前後どちら
で拡散を行々ってもよいが、一般的に拡散後パターニン
グする方が望ましい。

このように実施例を２つ（第２図、第７図）示したが、
どちらかの方法により形成されたベースコンタクト引き
出し領域１００表面を２００〜３００簡程度酸化により
、二酸化シリコン４をつける。

この時、同時に、多晶質シリコン中のホウ素を補助ペー
ス用として、ベースコンタクト部に拡散させる。この様
子は、第３図に示している。

次に、第４図で示したように、シリコンＩｊａ化膜３が
表出している領域上の該膜４を全面除去する。

この領域は、エミッターの拡散窓になる。つまり、ｔｌ
Ｘｚ図で決定されたパターンによシ、自己整合的にエミ
ッター拡散窓が形成されるととＫなる。この様子は第４
図に示しである。続いて、全面にエミッター形成用不純
物（例えば、ヒ素）を含んだ多晶質シリコン９を成長さ
せる。エミッターを形成し、フォト・レジスト１で第５
図のようにパターニングする。ここで、フォトレジスト
ｌのパターニングは、例えば第５図で示した通゛す、完
全にベース・コンタクト部の真上に掛っていても何ら問
題はない。このことは、微細加工技術を用いなくてもエ
ミッター−ベース・コンタクト間距離を微細にでき、そ
の後の配線敷設に十分なマージンを持たせることが可能
になる。この特徴は本発明の大きな特徴の一つであり、
４μｍルールを用いても微細化を可能にしている。

第６図は、エミッター・コンタクトの多晶質シリコンを
マスクに用い、ベース・コンタクト引き出し領域１０の
配線とのコンタクト部の二酸化シリコン層４を全面除去
した結果を示している。

最後に、第８図に賜う一つの実施例を示す。これは前述
の第２図〜第７図の手順で行なわれるが、エミッター８
及びそのコンタクト引き出し多晶質シリコン９の両側に
１補助用ベース７及びベース・コンタクト引き出し領域
２を有している。この場合も、前述の例と同様の設計ル
ール及び手法によって作られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はエンツタ−を自己整合的形成できる従来のトラ
ンジスタを示す断面図である。第２図がら第６図までは
本発明の構造及び製法の実施例を工程の手順に従って示
した断面図である（但し、ベース形成までの工程につい
ては省いている）。 また第７図は第２図と異なる製法による実施例を示す。 従って、それ以降の構造及び製法に関しては、第３図か
ら第６図と同様である。そして、第８図はベース・コン
タクトを二つ有する場合の実施例の最終的な構造を示す
。この間の、工程は第２図ないし第６図で示した手順で
行なうものである。 尚、図において、１・・・・・・フォト・レジスト、２
・・・・・・多晶質シリコン（ホウ累添加あるいは無添
加）、３・・・・・・シリコン窒化膜、４・・・・・・
二酸化シリコン、５・・・・・・ベース領域（ｐｕｓ！
領域）、６・・・・・・コレクター領域（ｎ−型領域）
％７・・・・・・ベース抵抗低減補助用ベース領域（グ
ラフト・ベース、ｐ型領域）、８・・・・バエミッタ領
域（ｎ屋領域）、９・・・・・・ヒ素ｍ　加多Ｊ’＆　
質シリコン、１０・・°°・・ベース・コンタクト引き
出し領域（ｐ多晶質シリコン）、ａ・・・・・・エミッ
ター−ベース・コンタクト間距離、である。 享１　面 羊３　図 ０ 羊４　図 第６　図 羊δ　画 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示　　　昭和５６年　特　許　願第７１６
５３号２、発明の名称　　半導体装置およびその製法３
、補正をする者 事件との関係　　　　　　　出　願　人東京都港区芝五
丁目３３番１号 ４、代理人 〒１０８　　東京都港区芝五丁目３７番８号　住友三田
ビル６、補正の対象 明細書の発明の名称の欄 ７　補正の内容 明細書ｊｌｌ！１頁の発明の名称を「半導体装置および
その製法」と補正する。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）フィールド絶縁膜に＠接せる半導体基板の活性領
   域表面に一導電型の第１の領域および逆導電型の第２の
   領域を有し、誼第１の領域に接続しかつ前記フィールド
   絶縁膜上を延在せる一導電型の第１の半導体層と、＃第
   ２の領域に接続しかつ前記フィールド絶縁膜上を延在せ
   る逆導電型の第２の半導体層とを具備し、前記第１の半
   導体層が接続する前記第１の領域のコンタクト部と前記
   第２の半導体層が接続する前記第２の領域のコンタクト
   部との間の基板表面上には、これらコンタクト部間の間
   隔とほぼ等しい幅を有する耐酸化性絶縁膜が設けられて
   いることを特徴とする半導体装置。
2. （２）第２の半導体層の一部は絶縁層を介して第１の半
   導体層と重なっていることを特徴とする特許請求の範囲
   第（１）項記載の半導体装置。
3. （３）−導電型のベース領域に接続せる一導電型の第１
   の半導体層と、逆導電型のエミッタ領域に接続せる逆導
   電型の第２の半導体層とを有し、前記第１および第２の
   半導体層は＃第１もしくは第２の半導体層の熱酸化膜を
   介して接触していることを特徴とする半導体装置。
4. （４）半導体基板に選択的に設けられた絶縁膜上および
   露出せる半導体基板上に無添加半導体層を成長させる工
   程と、前記半導体層の所定領域および該所定領域に接す
   る前記半導体基板の部分に不純物を導入する工程と、前
   記半導体層の所定領域を残し他の半導体層の部分をマス
   クを用いることなく除去する工程とを有することを特徴
   とする半導体装置め製法。”
5. （５）フィールド絶縁膜に隣接せる活性領域の一部分上
   に耐酸化性絶縁膜が設けられである半導体基板を用意し
   、前記耐酸化性絶縁膜が設けられていない前記活性領域
   の他の部分に接続せる半導体層を選択的に形成し、熱処
   理を行うことにより前記半導体層の表面に熱酸化膜を生
   成せしめ、しかる後に前記耐酸化性絶縁膜を除去するこ
   とＫより半導体基板の所定領域を露出せしめることを特
   徴とする半導体装置の製法。