JPS5943098B2 - 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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JPS5943098B2
JPS5943098B2 JP11046681A JP11046681A JPS5943098B2 JP S5943098 B2 JPS5943098 B2 JP S5943098B2 JP 11046681 A JP11046681 A JP 11046681A JP 11046681 A JP11046681 A JP 11046681A JP S5943098 B2 JPS5943098 B2 JP S5943098B2
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    • H01L21/3205Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
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    • 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
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はバイポーラ型半導体装置の製造方法に係り、特
に該バイポラ型半導体装置におけるエミッタ領域とベー
ス領域とを自己整合せしめて形成する方法に関する。
高集積度のバイポーラ型半導体集積回路装置においては
、該集積回路装置を構成するトランジスタに、アイソ・
プレーナ構造等酸化膜分離構造のバイポーラ・トランジ
スタが屡々用いられる。
このような酸化膜分離構造のバイポーラ・トランジース
タは、素子分離領域、コレクタ・コンタクト領域及びベ
ース領域が一枚のフォト・マスクにより整合形成される
ので、素子を微細化し集積度の向上を図るうえで極めて
有利であるが、この構造においてもエミッタ領域の形成
に用いるエミッタ・コンタクト窓は、ベース領域上の酸
化膜に別途マスク合わせを行つて形成しなければならな
い。従つて上記マスク合わせの誤差のためにエミッタ・
コンタクト窓がベース領域の縁部にかかつて形成された
際には、コレクタC−エミッタE間のショートが発生し
製造歩留まりが低下する。又該歩留まりの低下を防止す
るためにマスク合わせに充分な寸法余裕をとれば集積度
が低下するという問題がある。そこで上記問題点を除去
するために、エミッタ・コンタクト窓をエッチング手段
によらずに形成する方法として、従来第1図aに示すよ
うに例えば選択酸化膜1によつて画定表出されたベース
領域2上に多結晶シリコン層3を形成し、該多結晶シリ
コン層3上に、エミッタ・コンタクト窓に対応する窒化
シリコン(Si3N4)パターン4a及びベース・コン
タクト窓に対応するSi3N4パターン4bを形成した
後、多結晶シリコン層を選択熱酸化して、第1図bに示
すようにベース領域2上に多結晶シリコン酸化膜5を選
択的に形成し、然る後前記Si3N4パターン4a及び
4bを除去して、第1図cに示すようにベース領域2上
に、底部に多結晶シリコン層3が配設されたエミッタ・
コンタクト窓6及びベース・コンタクト窓7を有する多
結晶シリコン酸化膜5を形成する等の方法により、エミ
ッタ・コンタクト窓6の位置ずれに関係なくベース領域
2を画定する選択酸化膜1を完全な状態に保つて、第1
図dに示すようにエミッタ・コンタクト窓6から不純物
を選択的に導入して、ベース領域2内にエミッタ領域8
を形成した際の該ベース領域2縁部におけるC−Eショ
ートを防止していた。
然し上記従来方法においては、活性領域(ベース領域及
びエミツタ領域)上を覆う多結晶シリコン酸化膜が単結
晶シリコン酸化膜に比べてポーラスで絶縁性に劣るため
に、半導体装置の信頼性が低下するという問題や、多結
晶シリコン層の選択熱酸化を行う際に、活性領域の表面
に結晶欠陥が誘起されて半導体装置の性能が低下すると
いう問題があつた。
本発明は上記問題点を除去する目的で、活性領域上を覆
う絶縁膜を単結晶シリコン基体の熱酸化膜で形成するこ
とにより、その絶縁性を向上せしめると同時に活性領域
面に結晶欠陥が誘起されるのを防止し、且つベース領域
とエミツタ領域を自己整合せしめて形成することにより
C−E間のシヨートを防止する半導体装置の製造方法を
提供する。
このため本発明によれば、第1導電型を有する半導体基
板上に絶縁層を形成する工程、該絶縁層上に多結晶半導
体層を形成する工程、該多結晶半導体層上に形成された
マスク層をマスクとして、半導体基板中に第2導電型不
純物を導入する工程、前記マスク層と該マスク層の下の
多結晶半導体層を除去する工程、残された多結晶半導体
層の酸化膜をマスクとして、前記絶縁層に開口を形成す
る工程、該開口を通して、半導体基板中に第2導電型不
純物を導入する工程、該開口を通して、前記第2導電型
不純物の導入領域中に、選択的に第1導電型不純物を導
入する工程を有する半導体装置の製造方法が提供される
以下本発明を一実施例について第2図a乃至1に示す工
程断面図を用いて詳細に説明する。
本発明の方法においては、例えば酸化膜分離構造のバイ
ポーラ型半導体装置を形成するに際して、先ず図示しな
いが通常行われている選択酸化法により、例えば下層に
N+型埋込み層を有するN型シリコン基体(エピタキシ
ヤル層)面に、素子間を分離する二酸化シリコン(Si
O2)膜及びコレクタ・コンタクト領域とベース形成領
域を分離画定するSiO2膜が形成された後、ベース形
成領域に表出されているN−型シリコン基体面に対して
選択的に、第2図a乃至jを用いて下記に説明する一連
の処理がなされる。即ち先ず第2図aに示すように選択
酸化により形成されたフイールドSiO2膜11により
ベース形成領域12として分離表出されたコレクタ領域
例えばN一型シリコン基体13の表面に、通常の熱酸化
法を用いて例えば1000〜4000〔λ〕程度の所望
の厚さを有する第1のSiO2膜14を形成し、次いで
該第1のSiO2膜14上に通常の化学気相成長(CV
D)法を用いて1000〜2000〔人〕程度の厚さを
有する第1のノン・ドープ多結晶シリコン層15を形成
する。
次いで通常のフォト・プロセスを用いて第2図bに示す
ように前記第1のノン・ドープ多結晶シリコン層15上
に、エミツタ形成領域及び内部ベース形成領域の上部を
覆うフオト・レジスト・パターン16a及び16bを形
成した後、該フオト・レジスト・パターン16a及び1
6bをマスクとしてN一型シリコン基体13面に、前記
第1のノン・ドープ多結晶シリコン層15及び第1のS
iO2膜14を通して例えばほう素イオン(B+)或る
いはふつ化ほう素イオン(BF2+)等を所望の条件で
選択的に注入し、次いでフオト・レジスト・パターン1
6a及び16bを除去した後、900〔℃〕程度の温度
で活性化処理を施して、第2図cに示すように該N一型
シリコン基体13面に例えば3000〜4000〔λ〕
程度の深さを有し、1019〔AtOm/Cd〕程度の
ほう素(8)濃度を有するP型外部ベース領域17を形
成する。(外部ベ一・ス領域とは直接ベースとしては機
能せず、ベースの機能領域とコンタクト領域を電気的に
接続するために設けられるベース領域を称する。)なお
上記B+或るいはBF2+注人処理により第1のノン・
ドープ多結晶シリコン層15におけるフオト・レジスト
・パターン16a,16bに覆われない場合には102
0〜1021〔Atm/Cd〕程度の高濃度にほう素0
3)を含んだP型多結晶シリコン層1テが形成される。
次いで上記基板面をアルカリ溶液例えば10〜301′
Wt%〕程度の水酸化カリウム(KOH)水溶液で処理
し、ノン・ドープ多結晶シリコン層15を選択的にエツ
チング除去して第2図dに示すように、第1のSiO2
膜14上にベース・コンタクト窓形成領域及びエミツタ
・コンタクト窓形成領域をそれぞれ表出する窓18及び
19を有するP型多結晶シリコン層15′を形成する。
なお上記KOH選択エツチングにおいて、ノン・ドープ
多結晶シリコンとP型多結晶シリコンのエツチング速度
比は10:1以上であるのでP型多結晶シリコン層15
′の厚さは若干薄くなるが、コンタクト窓寸法の拡大は
殆んど問題にならない量である。次いで該被処理基板を
5〔気圧〕程度の乾燥酸素(02)中において900〔
℃〕程度の温度で所望の時間加熱し、該高圧酸化処理に
より前記P型多結晶シリコン層15′を底部まで完全に
酸化して、第2図eに示すように第1のSiO2膜14
に多結晶シリコンの酸化物からなる第2のSiO2パタ
ーン20を形成する。次いでふつ酸(HF)系の液を用
いるウエツト・エツチング或るいは3ふつ化メタン(C
HF3)等のガスによるドライ・エツチング法を用いて
該基板面を全面エツチングして、前記第2のSiO2パ
ターン20及び第1のSiO2膜14を上面から順次エ
ツチングし、第2図fに示すように前記第1のSiO2
膜14にN一型シリコン基体13面を表出するベース・
コンタクト窓21及びエミツタ・コンタクト窓22を形
成する。次いで第2図gに示すようにコンタクト窓21
及び22内に表出するN−型シリコン基体13面及び第
1のSiO2膜14上に通常のCVD法を用いて100
0〔λ〕程度の厚さの第2のノン・ドープ多結晶シリコ
ン層23を形成した後、第1のSiO2膜14をマスク
として前記ベース・コンタクト窓21及びエミツタ・コ
ンタクト窓22から第2のノン・ドープ多結晶シリコン
層23を通して、N一型シリコン基体13面に近望の条
件で選択的にほう素イオン(B+)を注入し、次いで9
00〔℃〕程度の活性化処理を行つて、ベース形成領域
13のN−型シリコン基体13面に前記P型外部ベース
領域17に接する例えば3000〔λ〕程度の深さのP
型内部ベース領域24a及び24bを形成する。(内部
ベース領域とは活性ベースとして機能するベース領域を
いう。)次いで第2図hに示すようにベース・コンタク
ト窓21上をフオト・レジスト・パターン25で覆つて
エミツタ・コンタクト窓22から所望の条件で例えばひ
素イオン(As+)を選択的に注人し、次いでフオト・
レジスト・パターン25を除去して後、900〔℃〕程
度の温度で所望の時間活性化処理を行い、第2図1に示
すようにP型内部ベース領域24a内に1000〜15
00〔λ〕程度の深さのN+型エミッタ領域26を形成
する。なお上記P型内部ベース領域24aとN+型エミ
ツタ領域26はエミツタ・コンタクト窓22を介して自
己整合されて形成されるので、B+の注入深さより浅く
As+を注入する限りにおいてはC−Eシヨートが発生
することはない。なお又N+型エミツタ領域26は不純
物源としてりん珪酸ガラス(PSG)を用いて固相一固
相拡散法によつて形成することもできる。そして以後通
常の方法に従つてコレクタ・コンタクト窓(図示せず)
と同時に、第2図1に示すようにベース・コンタクト窓
21及びエミツタ・コンタクト窓22上にアルミニウム
等の配線27を形成し、該配線27をマスクとして第2
のノン・ドープ多結晶シリコン層23の選択エツチング
を行つて後、図示しないがカバー絶縁膜の形成等がなさ
れて酸化膜分離構造のバイポーラ型半導体装置が提供さ
れる。なおここでコレクタ・コンタクト部について説明
を加えると、上記実施例において、先ずベース形成領域
12に表出されたN一型シリコン基体13面の熱酸化に
際しては、コレクタ・コンタクト部上には基体面の選択
酸化の際に用いたSi3N4パターンを残したままで行
い、コレクタ・コンタクト拡散領域は通常通りベース領
域形成に先だつてベース形成領域上をレジスト膜で覆つ
た状態でN型不純物のイオン注入によつて形成される。
又ベース領域を形成するためのP型不純物のイオン注入
は、通常通りコレクタ・コンタクト部上をレジストで覆
つた状態でなされ、エミツタ領域形成に際して注入され
るN型不純物イオンはコレクタ・コンタクト部にも同時
に注人される。そして又第2のノン・ドープ多結晶シリ
コン層23はコレクタ・コンタクト窓内にも同時に形成
される。以上説明したように本発明によればバイポーラ
型半導体装置における活性領域上の絶縁膜を単結晶シリ
コンの熱酸化膜で形成することができ、活性領域上面の
保護が完全になされると同時に、活性領域の上層部に生
じる結晶欠陥を減少させることができる。
又ベース領域とエミツタ領域は自己整合で形成されるの
でC−Eシヨートが完全に防止される。従つて本発明は
酸化物分離構造のバイポーラ型半導体装置における性能
、信頼性の向上及び製造歩留まり向上に有効である。な
お本発明はPNP型の半導体装置にも適用できる。また
、本発明は酸化膜分離構造のみならず、接合分離\一V
IP等種々の分離構造にも適用できることは明らかであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図a乃至dは従来方法の工程断面図で、第2図a乃
至jは本発明の方法における一実施例の工程断面図であ
る。 図において、11はフイールドニ酸化シリコン膜、12
はベース形成領域、13はN一型シリコン基体、14は
第1の二酸化シリコン膜、15は第1のノン・ドープ多
結晶シリコン層、15!はP型多結晶シリコン層、16
a,16bはフオト・レジスト・パターン、17はP型
外部ベース領域、18はベース・コンタクト窓形成領域
表出窓、19はエミツタ・コンタクト窓形成領域表出窓
、20は第2の二酸化シリコン・パターン、21はベー
ス・コンタクト窓、22はエミツタ・コンタクト窓、2
3は第2のノン・ドープ多結晶シリコン層、24a,2
4bはP型内部ベース領域、25はフオト・レジスト・
パターン、26はN+型エミツタ領域、27は配線、B
+はほう素イオン、As+はひ素イオンを示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 第1導電型を有する半導体基板上に絶縁層を形成す
    る工程、該絶縁層上に多結晶半導体層を形成する工程、
    該多結晶半導体層上に形成されたマスク層をマスクとし
    て、半導体基板中に第2導電型不純物を導入する工程、
    前記マスク層と該マスク層の下の多結晶半導体層を除去
    する工程、残された多結晶半導体層の酸化膜をマスクと
    して、前記絶縁層に開口を形成する工程、該開口を通し
    て、半導体基板中に第2導電型不純物を導入する工程、
    該開口を通して、前記第2導電型不純物の導入領域中に
    、選択的に第1導電型不純物を導入する工程を有するこ
    とを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP11046681A 1981-07-15 1981-07-15 半導体装置の製造方法 Expired JPS5943098B2 (ja)

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EP82106245A EP0070499B1 (en) 1981-07-15 1982-07-13 A method of producing a semiconductor device
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