JPS60175451A - 半導体装置の製造方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、雑音特性の優れた半導体装置、とりワケ、バ
イポーラトランジスタの製造方法に関するものである。

従来例の構成とその問題点 バイポーラトランジスタで電流増巾率ｈｕｇＯ大きなも
のをつくるためには、活性ベース層の比抵抗を大きくし
なければならないが、そうすると、ベース拡がり抵抗ｒ
ｂｂ／が大きくなり、これにより、同トランジスタの雑
音が増加するという問題が伺加的に発生する。たとえば
、バイポーラトランジスタから発生する熱雑音Ｅｎｒは
、次式で力えられる。

　− ＥｎＴ−４ｋＴｒｂｂｌ ｋ：ボルツマン定数 Ｔ：絶対温度 即ち、ｊ￥評に比例して雑音特性が悪化することになる
。ベース拡がり抵抗ｒｂｂｌは、この点でできるだけ低
く抑えることが必要になる。

そこで、ｒｂｂ／’（（低減するために、ベース層を活
性ベース層と、低抵抗層でなるグラフトベース層とに分
けて、それぞれ、蒸着、拡散を行う製造方法が適用され
ている。従来例を第１図のトランジスタ断面図および第
２図（ａ）〜（０）の要部拡大断面図により詳しくのべ
る。第１図で、１はＰ型シリコン基板、２はＮ型埋込み
領域、３はＮ型エビタキシャル成長層、４はＰ型分離領
域、６はＰ型グラフトベース領域、６はＰ型活性ベース
領域、７はＮ型エミッタ領域、８はＮ型低抵抗コレクタ
領域であり、９は二酸化シリコン膜、１０はアルミニウ
ム電極層、１１は表面保護層である。

第１図では、グラフトベース層（不活性ベース層）６と
して高濃度のボロンを蒸着・拡散して形成し、続いて、
活性ベース層６として、低濃度のボロンを、形成した例
を示した。

前記の従来例によると、Ｐ型グラフトベース層６の形成
する工程、Ｐ型活性ベース層６を形成する工程、および
Ｎ型エミツタ層７を形成する工程は、各々が全て独立の
工程であるので、それら各拡散層は、平面上（第１図で
は、横方向）で互いにずれが発生する可能性がある。こ
のずれる説明するため、第２図に、第１図の要部拡大断
面を示した０ 第２図の（ａ）ば、グラフトベース６が、エミツタ層７
から隔れてずれた場合、（ｂ）は、グラフトベース層６
とエミッタ層下とが、表面で接する場合、Ｃｏ）はグラ
フトベース層５とエミツタ層７とが重なった場合を示し
ている。これらのうちでは、第２図（ｂ）の場合が最も
望ましい状態であるが、もし、（ＩＬ）の様にずれた場
合、低不純物濃度、即ち高抵抗の活性ベース層６の影響
が太きく、ｒｂｂｌは大きくなってしまう。一方、（Ｃ
）の様にずれた場合、グラフトベース層６の影響でエミ
ッタ有効面積が減少し、トランジスタの電流増巾率が下
がったり、（特に低電流動作のとき）トランジスタの過
剰雑音が増大したりする。これらの問題１点は、従来の
プロセスでは避けることが出来なかった。

発明の目的 本発明は、ベース拡がり抵抗の小さい、低雑音または、
高周波特性の優ねたバイポーラトランジスタの製造方法
を提供するものである。

発明の構成 本発明は、要約するに、半導体基板上の絶縁膜に、−導
電形拡散領域を形成するだめの第１の開口部と反対導電
形拡散領域を形成するための第２の開口部とを同時に形
成する工程、前記第２の開口部をマスク拐で被って、前
記第１の開口部を通じて、前記−導電形拡散領域を形成
する工程、前記マスク制ヲ除去して、前記第２の開口部
を通じて、前記反対導電影領域を形成する工程をそなえ
た半導体装置の製造方法であり、これにより、マスク整
合性のよい半導体装置が実現される。とりわけ、本発明
の方法により、第１の開口部を通じて、グラフトベース
領域、第２の開口部を通じてエミッタ領域ならびにコレ
クタ低抵抗層（コンタクト領域を、それぞれ形成すると
、雑音特性のすぐれたグラフトベース型のバイポーラト
ランジスタを実現することができる。

実施例の説明 つぎに、本発明を図面を参照して、実施例により、詳し
く説明する。

第３図に、本発明による実施例を流れ図で示した０ バイポーラ型集積回路を周知の製造法を用いて途中捷で
製造した時の断面を示したのが（＆）図である。図中で
１はＰ型シリコン半導体基板を、２はＨ型埋め込み層を
、３はＮ型エピタキシャル成長層を、４はＰ型分離層を
示している。表面を熱酸化し、二酸化シリコン膜９７＆
：形成して、これを周知のフォトリソグラフィー及びエ
ンチングラ施すことによってＮＰＮ型トランジスタのベ
ース層形成のための第１の開口部を形成する。

次に、これＫＰ型不純物としてのボロン全蒸着・拡散し
、ベース層らを形成する。このとき、表面には二酸化シ
リコン膜が形成されている。

前と同様に、周知のフォトリソグラフィー及びエツチン
グによって、エミツタ層形成用、コレクタ低抵抗層形成
用及びクラフトベース層形成として、第２の開口部をそ
れぞれ形成する。ついで、この第２の開口部に、熱酸化
によって薄い二酸化シリコン膜１２を形成する。この膜
は、次工程で形成する窒化シリコンによるストレスがシ
リコン表面の結晶性に与える影響を緩和するために形成
したものである。

続いて、ＣＶ　Ｄ　（（３ｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｕ
ｒ　Ｄｅｐｏｓｉｓｉｏｎ）法によって窒化７リコｙ膜
１３を成長し、周知のフォトリングラフィ及びエツチン
グによって、エミッタ及びコレクタ低抵抗層用の第２の
開口部をおおう様にパターン形成し、さらに、クラフト
ペース領域の薄い酸化膜をフッ酸系の薬面で除去するこ
とによって、シリコン表面まで開口する。ここまでを示
したのが第３図（ｂ）である。

Ｐ型不純物として、高濃度のボロンを蒸着、拡散し、グ
ラフトベース領域５を形成する。このとき、グラフトベ
ース層上には、二酸化シリコン膜が形成されている。

窒化シリコン膜全除去し、続いて、コレクタ低抵抗層及
びエミッタ形成用の各第２の開口部上の薄い二酸化シリ
コン膜を除去したのが第３図（Ｃ）である。

Ｎ型不純物として、リン全蒸着、拡散し、エミツタ層７
及びコレクタ低抵抗層８を同時に形成したのが第３図（
（１）である。

これを、シリコンとのオーミック接触を得るために開口
し、アルミニウム（Ａｌ　）電極１０を形成し保護膜１
１全形成し、最終的に第３図（ｅｌ）となる〇従来、エ
ミッタ領域７とグラフトベース領域５との間の間隔が一
定せず、ｒｂｂｌまたは、ｈｙｘに対して悪い影響があ
ったり、それらが（ｆう）いていたのに対し、本実施例
で、その間隔は、第３図（ｂ）の酸化膜開口部間の間隔
で決まる。即ち、−回のフォトリソグラフィ工程及びエ
ツチング工程でその間隔が決まる為に、一定の間隔が保
証されることになる。エミッタ領域７及びグラフトベー
ス領域５の横方向の拡散による拡がりは、制御し易いの
で問題はない。

以上述べた様に、エミッタ領域７とグラフトベース領域
６とが常に一定間隔で形成されるため、トランジスタの
ベース拡がり抵抗ｒｂｂｌの値が、最適、最小値に設定
され、かつ、ｈｙｘのバラツキも少なくなり、低雑音、
または高周波特性の優れたトランジスタを再現性よく製
造することが可卵となる。

さらに、従来の工程と比べて、使用するマスクの枚数も
かわらず、製造コストも大差ない。

第３図に示した実施例は、活性ベース層の形成を、グラ
フトベース層形成の前に行なったが、場合によっては、
これをエミッタ領域形成の後に行なってもよい。この場
合も、第３図の０））、６）と同様の工程で実施できる
。

発明の効果 以上述べたように、本発明による半導体装置の製造方法
によって、ベース拡がり抵抗”ｂｂ”を小さく、かつ同
抵抗ｒｂｂ’とトランジスタ電流増幅率ｈｙｘとのバラ
ツキを抑えることによって、低雑音または、高周波特性
の優れたバイポーラトランジスタを安定して製造するこ
とが可能となった０

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例によるバイポーラＮＰＮ型トランジスタ
の断面図、第２図（１１）〜幹）は従来の製造法による
拡散領域間のズレを示した工程断面図、第３図（ａ）〜
（＋５）は本発明の実施例によるバイポーラＮＰＮ型ト
ランジスタの製造方法を示した工程断面図である。 １・・・・・・Ｐ型シリコン基板、２・川・・Ｋ型埋め
込み領域、３・・・・・Ｎ型エピタキシャル成長層、４
・・・・・・Ｐ型分離領域、６・・・・・・Ｐ型グラフ
トベース領域、６・・・・・・Ｐ型活性ベース領域、７
・・・・・・Ｎ型エミッタ領域、８・・・・・・Ｎ型低
抵抗コレクタ層、９・・・・・・二酸化シリコン膜、１
０・・・・・・アルミニウム電極、１１・・・・・・表
面保護層、１２・・・・・・薄い二酸化シリコンＩＬＬ
１３・・・・・・窒化シリコン膜。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 第３図 ３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体基板上の絶縁膜に、−心電形拡散領域を形成する
   ための第１の開口部と反対導電形拡散領域を形成するた
   めの第２の開口部とを同時に形成する工程、前記第２の
   開口部をマスク材で被って、前記第１の開口部を通じて
   、前記−心電形拡散領域を形成する工程、前記マスク材
   を除去して、前記第２の開口部を通じて、前記反対導電
   形拡散領域を形成する工程をそなえた半導体装置の製造
   方法。