JPS5949704B2 - 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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JPS5949704B2
JPS5949704B2 JP57065455A JP6545582A JPS5949704B2 JP S5949704 B2 JPS5949704 B2 JP S5949704B2 JP 57065455 A JP57065455 A JP 57065455A JP 6545582 A JP6545582 A JP 6545582A JP S5949704 B2 JPS5949704 B2 JP S5949704B2
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Japan
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semiconductor
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semiconductor device
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一義 品田
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B20/00Read-only memory [ROM] devices
    • H10B20/10ROM devices comprising bipolar components
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B20/00Read-only memory [ROM] devices

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  • Read Only Memory (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は半導体装置の製造方法に関し、詳しくは高速バ
イポーラデバイスに適したエミッタ領域の形成方法に係
る。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
バイポーラデバイスは浅い接合形成技術及び酸化膜分離
技術を適用することにより高速化することができる。
従来、これらの技術を適用した例えば第1図に示すバイ
ポーラNPNトランジスタは以下の如き方法により製造
されている。まず、P−型シリコン基板1表面に部分的
にN+型埋込領域2を形成した後、全面にN型エピタキ
シャル層を成長させる。
次に、通常の選択酸化法により前記N型エピタキシャル
層に前記N゛型埋込領域2に達する分離酸化膜3を埋設
するとともに、この分離酸化膜3によつて分離された島
状のN型半導体層(コレクタ領域)4を形成する。つづ
いて、このN型半導体層(コレクタ領域)4表面に薄い
熱酸化膜5を形成した後、図示しないホトレジストパタ
ーンをマスクとして前記N型半導体層(コレクタ領域)
4の一部にP型不純物をイオン注入してP型ベース領域
6を形成する。つづいて、前記ホトレジストパターンを
除去した後、前記熱酸化膜5の前記P型ベース領域6上
に対応する一部分及び前記コレクタ領域4上に対応する
一部分に選択的に開孔部Tl、72を形成する。つづい
て、全面に例えばAsドープト多結晶シリコン膜を堆積
した後、パターニングして少なくとも前記開孔部Tl、
T2を覆うようにAsドープト多結晶シリコン膜パター
ン81、82を形成する。つづいて、これらAsドープ
ト多結晶シリコン膜パターン81、82を拡散源として
熱拡散を行い、浅いN゛型エミッタ領域9及びN゛型コ
レクタコンタクト領域10を形成する。つづいて、前記
熱酸’化膜5の前記P型ベース領域6上に対応する一部
分に選択的に開孔窓11を形成する。つづいて、全面に
配線メタルを蒸着した後、パターニングしてエミッタ電
極121、ベース電極122、コレクタ電極123を形
成してバイポーラNPNトランジスタを製造する。上記
従来方法において、Asドープト多結晶シリコン膜パタ
ーン81は不純物の拡散源としてだけでなく、配線メタ
ルが直接エミツタ・ベース接合に接して耐圧が低下する
のを防止する目的をも有する。
しかしながら、上述した酸化膜分離技術を適用したバィ
ポーラトランジスタにおいては、厚い分離酸化膜3をN
型エピタキシヤル層に強制的に埋設するため、N型半導
体層(コレクタ領域)4内の分離酸化膜3近傍に欠陥等
が発生し易い。
このように欠陥が発生したN型半導体層(コレクタ領域
)4に形成されたP型ベース領域6に上記従来方法の如
く熱拡散によりN型不純物を拡散させてN+型エミツタ
領域9を形成すると、欠陥の存在する箇所で不純物の拡
散長が増長されることが知られている。特に、N型不純
物としてAsを用いた場合には、熱拡散によるAs拡散
は欠陥等の存在に極めて敏感なため、その拡散長が著し
く増長される。このため、第2図に示す如く、分離酸化
膜3近傍で上述した異常拡散によりN+型エミツ夕領域
9が深く形成される結果として、P型べース領域6の幅
が狭くなリトランジスタ耐圧(VoEo)が低下すると
いう欠点がある。
更に、トランジスタとともにシヨツトキーダイオードを
形成する場合、あるいはエミツタシリーズ抵抗を低減す
る場合には、N+型エミツタ領域9上の例えばAsドー
プト多結晶シリコン膜パターン81は金属シリサイド層
(例えばPtSi層)に変換される。しかし,上記従来
方法においてAsドープト多結晶シリコン膜パターン8
1のシリサイド化を行うと、VEB0の低下、エミツタ
ーべース接合の短絡等の問題が生じることがある。この
原因については十分に解明されているわけではないが、
多結晶シリコンのGrainBoundaryに析出し
ているAsとPtとが反応することにより生成するPt
xAsyが拡散しやすい性質を有しており、かなりの程
度N+型エミツタ領域9に拡散するためであると考えら
れている。〔発明の目的〕 本発明は酸化膜分離技術及び浅い接合技術を適用して高
速イL高信頼性を達成し得るバイポーラ半導体装置の製
造方法を提供することを目的とするものである。
〔発明の概要〕
本発明は半導体基板上に厚い酸化膜によつて分離された
島状の第1導電型の半導体層を形成する工程と、該半導
体層に選択的に第2導電型の不純物領域を形成する工程
と、前記半導体層上に形成された絶縁膜の前記第2導電
型の不純物領域に対応する一部分に選択的に開孔部を形
成する工程と、該開孔部から露出した前記第2導電型の
不純物領域にイオン注入により第1導電型の不純物領域
を形成する工程と、少なくとも前記開孔部を覆うように
アンドープト半導体膜を堆積する工程と、該半導体膜を
金属シリサイド層に変換する■程とを具備したことを特
徴とするものである。
本発明方法においては、第1導電型の不純物領域は第2
導電型の不純物領域に第1導電型の不純物をイオン注入
した後、イオン注入による結晶欠陥を除去し、不純物を
置換位置に移動させて電気的に活性化するのに必要な最
小限の熱処理を施すことにより形成されるので、不純物
としてAsを用いた場合でも、厚い分離酸化膜近傍で異
常拡散が起きてV。
E0が低下するようなことはない。また、第1導電型の
不純物領域上に堆積されたアンドープト半導体膜を金属
シリサイド層に変換するので、PtxAsyのようにエ
ミツターベース接合に悪影響を及ぼす生成物が生成する
こともない。したがつて、高速化され、かつ信頼性の高
いバイポーラ半導体装置を歩留りよく製造することがで
きる。〔発明の実施例〕 以下、本発明をバイポーラNPNトランジスタに適用し
た実施例を第3図a−gを参照して説明する。
実施例 まず、比抵抗2〜6Ω−Cf)P一型シリコン基板21
に部分的にρs=20〜30Ω/口のN+型埋込領域2
2を形成した後.気相成長法により比抵抗0.2〜0.
4Ω−へ厚さ1.5μmf)N型エピタキシヤル層を成
長させた。
次に、このN型エピタキシヤル層表面に厚さ500λの
バツフア酸化膜パターン23及び厚さ1000λのシリ
コン窒化膜パターン24を順次形成した。つづいて、こ
のシリコン窒化膜パターン24に覆われていない前記N
型エピタキシヤル層を所定深さエツチング除去した後、
前記シリコン窒化膜パターン24をマスクとして熱酸化
処理を施すことにより、前記N型エピタキシヤル層に厚
さ1.6μmの分離酸化膜25を埋設するとともに、こ
の分離酸化膜25によつて分離された島状のN型半導体
層(コレクタ領域)26を形成した(第3図a図示)。
次いで、前記シリコン窒化膜パターン25及びバツフア
酸化膜パターン24を順次エツチング除去した後、前記
N型半導体層(コレクタ領域)26表面に厚さ2000
Aの熱酸化膜2Tを形成した。つづいて、厚さ1.0I
tmのホトレジストパターン28をマスクとして前記N
型半導体層(コレクタ領域)26の一部に選択的にB+
をエネルギー85KeV、ドーズ量1×1014c!n
吋の条件でイオン注入した(第3図b図示)。次いで、
前記ホトレジストパターン28を除去した後、窒素雰囲
気中、1000℃で100分間熱処理を行い、ρs=6
00Ω/□、深さ0.5μmのP型ベース領域29を形
成した(第3図c図示)。
次いで、前記熱酸化膜2Tの前記P型ベース領域29上
及び前記N型コレクタ領域26上に対応する一部分を夫
々選択的にエツチング除去して開孔部30,,302を
形成した。
つづいて、これら開孔部30,,30,から露出した前
記P型ベース領域29及びN型コレクタ領域26にAs
゛をエネルギー 60KeV.ドーズ量1×1016(
!771−2の条件でイオン注入した(第3図d図示)
。次いで、窒素雰囲気中、1000℃で30分間熱処理
を行いρs=20Ω/□、深さ0.3’TmのN゛型エ
ミツタ領域31及びN゛型コレクタコンタクト領域32
を形成した。
つづいて、全面に厚さ500λのノンドープト多結晶シ
リコン膜を堆積した後.パターニングして前記開孔部3
0,,302を覆うようにノンドープト多結晶シリコン
膜パターン33,,332を形成した。つづいて、前記
熱酸化膜27の前記P型ベース領域29上に対応する一
部分を選択的にエツチング除去して開孔窓34を形成し
た(第3図e図示)。次いで、全面に厚さ600λのP
tを蒸着し、窒素雰囲気中、550℃で15分間熱処理
を行い、前記N゛型エミツタ領域31及びN゛型コレク
タコンタクト領域32上のノンドープト多結晶シリコン
膜パターン33,,332をすべてPtSi層35,,
352に変換した。
同時に前記開孔窓34から露出l−たP型ベース領域2
9表面もPtSi層36に変換された。つづいて、王水
処理により未反応のPtを除去した(第3図f図示)。
次いで、全面にAtを蒸着した後、パターニングしてエ
ミツタ電極371.ベース電極3T2、コレクタ電極3
T3を形成し、バイポーラNPNトランジスタを製造し
た(第3図g図示)。
しかして上記実施例の製造方法によれば、第3図d図示
の工程でイオン注入によりAsをドープし、第3図e図
示の工程で最小限の熱処理を施すだけであるので、分離
酸化膜25近傍でのAsの異常拡散及びその結果として
のVCEOの低下を引き起こすことなく浅いN゛型エミ
ツタ領域31を形成できる。また、第3図e図示の工程
で開孔部30,を覆うように堆積されたアンドープト多
結晶シリコン膜パターン33,を第3図f図示の工程で
低抵抗のPtSi層35,に変換するのでPtxAsy
が生成してエミツターベース接合に悪影響を及ぼすこと
もない。したがつて、高速化され、かつ信頼性の高いバ
イポーラNPNトランジスタを製造することができる。
また、エミツタ領域31上のPtSi層351は低抵抗
であるため第4図に示す如くプログラマブル・リード・
オンリー・メモリ(PROM)のフユ一゜ズとして有効
に使用することができる。なお、上記実施例の如く第3
図e図示の工程でアンドープト多結晶シリコン膜パター
ン33,を用いる場合には、第3図f図示の工程でPt
Si層351に変換する際にアンドープト多結晶シリコ
ン膜パターン331の表面付近だけがシリサイド化され
高抵抗の多結晶シリコンが残存する可能性があるので、
アンドープト多結晶シリコン膜パターン331の代わり
にエミツターベース接合に悪影響を及ぼさない程度にA
s,P等の不純物をドープした多結晶シリコン膜パター
ンを用いてもよい。
〔発明の効果〕
本発明によれば、高速イL高信頼性を達成し得るバイポ
ーラトランジスタ等の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図及び第2図は従来の方法により製造されたバイポ
ーラNPNトランジスタを示す断面図、第3図a−gは
本発明の実施例におけるバイポーラNPNトランジスタ
の製造方法を工程順に示す断面図、第4図はプログラマ
ブル・リード・オンリー・メモリを示す回路図である。 21・・・・・・P一型シリコン基板、22・・・・・
・N+型埋込領域、23・・・・・・バツフア酸化膜パ
ターン、24・・・・・ウリコン窒化膜パターン、25
・・・・・・分離酸化膜626・・・・・・N型半導体
層(コレクタ領域)、27・・・・・・熱酸化膜628
・・・・・・ホトレジストパターン、29・・・・・・
P型ベース領域、301,302・・・・・・開孔部、
31・・・・・・N+型エミツタ領域、32・・・・・
・N+型コレクタコンタクト領域、331,332・・
・・・・ノンドープト多結晶シリコン膜パターン、34
・・・・・・開孔9.351,352,36・・・・・
・PtSi層、37,・・・・・・エミツタ電極、37
2・・・・・・ベース電極、37,・・・・・・コレク
タ電極。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 半導体基板上に厚い酸化膜によつて分離された島状
    の第1導電型の半導体層を形成する工程と、該半導体層
    に選択的に第2導電型の不純物領域を形成する工程と、
    前記半導体層上に形成された絶縁膜の前記第2導電型の
    不純物領域上に対応する一部分に選択的に開孔部を形成
    する工程と、該開孔部から露出した前記第2導電型の不
    純物領域にイオン注入により第1導電型の不純物領域を
    形成する工程と、少なくとも前記開孔部を覆うようにア
    ンドープト半導体膜を堆積する工程と、該半導体膜を金
    属シリサイド層に変換する工程とを具備したことを特徴
    とする半導体装置の製造方法。 2 前記不純物が砒素であ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の製造方法。 3 前記半導体膜が多結晶シリコンからなることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の半導体装置の製造方
    法。 4 前記金属シリサイド層をプログラマブル・リード・
    オンリー・メモリーのヒューズとして形成することを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体装置の製造
    方法。
JP57065455A 1982-04-21 1982-04-21 半導体装置の製造方法 Expired JPS5949704B2 (ja)

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