JPS60216581A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPS60216581A
JPS60216581A JP7184884A JP7184884A JPS60216581A JP S60216581 A JPS60216581 A JP S60216581A JP 7184884 A JP7184884 A JP 7184884A JP 7184884 A JP7184884 A JP 7184884A JP S60216581 A JPS60216581 A JP S60216581A
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polycrystalline silicon
silicon film
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insulating film
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    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a 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

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Abstract

PURPOSE:To miniaturize the base region, and to reduce the base resistance by a method wherein each electrode region, each active region, and the like are formed in self-alignment. CONSTITUTION:An SiO2 film 13, an Si3N4 film 14, a B-doped polycrystalline Si film 15, and an SiO2 film 16 are formed on a p<-> type Si substrate 11 on which an n type active region 11A and a field insulation film 12 have been formed. Next, an aperture 15A is formed in the films 16 and 15, and the SiO2 film 16 is formed by oxidizing the film 15 exposed in the aperture 15A. Then, a polycrystalline film 17 filling the aperture 15A is formed. After removal of the film 16, an aperture 13A is formed by etching the films 14 and 13 by using the films 15 and 17 as a mask. The film 17 is removed, and a polycrystalline Si film 18 is formed. The film 18 is left only on the side wall of the film 15 in the aperture 15A by etching. An SiO2 film 19 is formed by heat treatment, and the p<+> base- contact regions 20 are formed by B diffusion to the region 11A from the film 15 via film 18.

Description

【発明の詳細な説明】 ) 発明の技術分野 本発明は、高速バイポーラ半導体装置或いはMIs (
metal 1nsulator semicondu
ctor)電界効果型半導体装置を小型化する場合に用
いて好適な半導体装置の製造方法に関する。
(Detailed Description of the Invention) Technical Field of the Invention The present invention relates to high-speed bipolar semiconductor devices or MIs (
metal 1nsulator semiconductor
ctor) This invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device suitable for use in miniaturizing a field effect semiconductor device.

従来技術と問題点 第1図は選択酸化法を適用して形成したフィールド絶縁
膜を有する通常の高速バイポーラ半導体装置の要部切断
側面図である。
Prior Art and Problems FIG. 1 is a cross-sectional side view of essential parts of a conventional high-speed bipolar semiconductor device having a field insulating film formed by applying a selective oxidation method.

図に於いて、1はp−型シリコン(Si)半導体基板、
2はn+型埋め込み層、3は一部がコレクタ層として動
作するエピタキシャル成長n型シリコン半導体層、4は
二酸化シリコン(SiOz)からなるフィールド絶縁膜
、5は能動領域上を覆う二酸化シリコンからなる薄い絶
縁膜、6はp型ベース層、7はp+型ベース・コンタク
ト領域、8はn+型エミッタ領域、9はn+型コレクタ
・コンタクトf+Ji域、rbはベース抵抗をそれぞれ
示している。
In the figure, 1 is a p-type silicon (Si) semiconductor substrate;
2 is an n+ type buried layer, 3 is an epitaxially grown n-type silicon semiconductor layer which partially acts as a collector layer, 4 is a field insulating film made of silicon dioxide (SiOz), and 5 is a thin insulator made of silicon dioxide that covers the active region. 6 is a p-type base layer, 7 is a p+-type base contact region, 8 is an n+-type emitter region, 9 is an n+-type collector contact f+Ji region, and rb is a base resistance.

このバイポーラ半導体装置に於けるp+型ベース・コン
タクト領域7、n+型エミッタ領域8を形成する場合は
第2図について説明される工程が必要である。
When forming the p+ type base contact region 7 and the n+ type emitter region 8 in this bipolar semiconductor device, the steps explained with reference to FIG. 2 are necessary.

第2図は第1図に見られるバイポーラ半導体装置を製造
する場合の工程要所に於ける半導体装置の要部切断側面
図であり、第1図に関して説明した部分と同部分は同記
号で指示しである。
FIG. 2 is a cutaway side view of the main parts of the semiconductor device at key points in the process for manufacturing the bipolar semiconductor device shown in FIG. 1, and the same parts as those explained in FIG. It is.

図に於いて、10はフォト・レジスト膜、Lはベース・
コンタクト領域7も含めたベース層6の幅を示している
In the figure, 10 is the photoresist film and L is the base film.
The width of the base layer 6 including the contact region 7 is shown.

このフォト・レジスト膜lOをマスクとして二酸化シリ
コン膜5のバターニングを行って開口を形成し、その開
口からp+型ベース・コンタクト領域7及びn+型エミ
ッタ領域8の電極コンタクトを採るようにしている。
Using this photoresist film IO as a mask, the silicon dioxide film 5 is patterned to form openings, through which electrode contacts for the p+ type base contact region 7 and the n+ type emitter region 8 are made.

ところで、バイポーラ半導体装置に於ける動作速度を向
上するには、寄生容量を低減すること、即ち、トランジ
スタを小型化することが有効であり、また、ベース抵抗
rbを小さくすること、即ち、ベース・コンタクト領域
7とエミッタ領域8との距離を短くすることが有効であ
る。
By the way, in order to improve the operating speed of a bipolar semiconductor device, it is effective to reduce the parasitic capacitance, that is, to downsize the transistor, and to reduce the base resistance rb, that is, to reduce the base resistance. It is effective to shorten the distance between contact region 7 and emitter region 8.

然しなから、第2図に見られるフォト・レジスト膜10
を形成する場合、現用のフォト・リソグラフィ技術に依
れば、幅が1.5〔μm3以上になってしまう。
However, the photoresist film 10 seen in FIG.
If the current photolithography technology is used, the width will be 1.5 μm or more.

また、第2図に見られるベース層60幅りを小さくすれ
ば、トランジスタの面積は小さくなり、高速化に結びつ
くが、幅りの大きさを定めるには所定の位置合わせ余裕
も含める必要があり、これを第3図について更に詳細に
説明する。
Furthermore, if the width of the base layer 60 shown in FIG. 2 is made smaller, the area of the transistor becomes smaller, leading to higher speed, but it is necessary to include a predetermined positioning margin in determining the width. , which will be explained in more detail with reference to FIG.

第3図は第2図に見られるフォト・レジスト膜10を形
成する場合の諸寸法の関係を表す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the relationship between various dimensions when forming the photoresist film 10 shown in FIG. 2.

即ち、幅1.5〔μm〕のフォト・レジスト膜IOを形
成するには、位置合わせ余裕A、をフォト・レジスト膜
10の両側に0.5〔μm〕ずつ、それ等の外側にベー
ス電極コンタクト窓とエミッタ電極コンタクト窓の幅1
2をそれぞれ0.5〔μm〕ずつ採ることが必要であっ
て、それ等を合計すると3.5〔μm〕となり、これ等
の値は現在のフォト・リソグラフィ技術では限界に近い
ものである。
That is, in order to form a photoresist film IO with a width of 1.5 [μm], the alignment margin A is 0.5 [μm] on both sides of the photoresist film 10, and the base electrode is placed on the outside of them. Width of contact window and emitter electrode contact window 1
It is necessary to take 0.5 [μm] for each of 2, and the total value is 3.5 [μm], which is close to the limit of current photolithography technology.

前記したように、幅1.5 〔μm〕のフォト・レジス
ト膜10を形成するのに、位置合わせ余裕として27!
、 =1 (μm〕も採っであるのは、若し、その余裕
が充分でなく、フォト・レジス・ト膜10がその余裕を
越えて位置ずれを生じた場合、図示の構造では、ベース
・コンタクト領域7或いはエミッタ領域8等の面積に直
接影響を及ぼすことになり、トランジスタ動作が妨げら
れるからである。
As mentioned above, in order to form the photoresist film 10 with a width of 1.5 [μm], the alignment margin is 27!
, = 1 (μm) is also taken. If the margin is not sufficient and the photoresist film 10 is displaced beyond the margin, in the illustrated structure, the base This is because the area of the contact region 7, emitter region 8, etc. will be directly affected, and the transistor operation will be hindered.

従って、前記説明した従来の技術では、この種のバイポ
ーラ半導体装置を小型化したり、ベース抵抗の値を小さ
くしたり、位置合わせ余裕を少なくしたりすることは不
可能である。
Therefore, with the conventional techniques described above, it is impossible to miniaturize this type of bipolar semiconductor device, reduce the value of the base resistance, or reduce the alignment margin.

また、前記説明したバイポーラ半導体装置のみならず、
Mis電界効果型半導体装置に於いても、その面積縮小
化及びショート・チャネル化を達成することができれば
高速になることは云うまでもない。
In addition to the bipolar semiconductor device described above,
It goes without saying that even in a Mis field effect type semiconductor device, if the area can be reduced and the channel can be shortened, the speed can be increased.

発明の目的 本発明は、ベース・コンタクト領域の形成、そこからの
引出し電極の形成、ベース領域及びエミッタ領域の形成
など、或いは、ソース領域及びドレイン領域の形成、そ
こからの引出し電極の形成などをセルフ・アライメント
方式で行うようにし、ベース領域を小型化すると共にベ
ース抵抗を小さくすることを可能にしたり、或いは、M
IS電界効果型半導体装置を小型化することを可能にし
た半導体装置の製造方法を提供する。
Purpose of the Invention The present invention provides a method for forming a base/contact region, forming an extraction electrode therefrom, forming a base region and an emitter region, or forming a source region and a drain region, forming an extraction electrode therefrom, etc. The self-alignment method can be used to make the base region smaller and the base resistance smaller, or the M
Provided is a method for manufacturing a semiconductor device that makes it possible to downsize an IS field effect semiconductor device.

発明の構成 本発明に於ける半導体装置の製造方法では、シリコン半
導体基板上に第1の絶縁膜及び−導電型不純物を含有し
た第1の多結晶シリコン膜及び第2の絶縁膜のそれぞれ
を順に形成し、次いで、能動領域に於ける所定部分上の
前記第2の絶縁膜及び前記第1の多結晶シリコン膜に開
口を形成して前記第1の絶縁膜に於ける一部表面を露出
させ、次いで、前記開口内に側壁として露出されている
前記第1の多結晶シリコン膜を酸化して前記第2の絶縁
膜に連なる絶縁膜を形成し、次いで、前記開口を埋める
第2の多結晶シリコン膜を形成し、次いで、前記第2の
絶縁膜及びそれに連なる絶縁膜を除去してから前記第2
の多結晶シリコン膜及び第1の多結晶シリコン膜をマス
クとして前記第1の絶縁膜をエツチングすることに依っ
て前記能動領域に於ける一部表面を露出させ、次いで、
前記第2の多結晶シリコン膜を除去し、次いで、第3の
多結晶シリコン膜を形成してからそれのエツチングを行
って前記開口に望む側壁を構成している前記第1の多結
晶シリコン膜に被着されている部分のみを残して他を除
去し、次いで、熱処理を行って前記第1の多結晶シリコ
ン膜から前記第3の多結晶シリコン膜を介して前記能動
領域中に前記−導電型不純物を拡散して一導電型不純物
拡散領域を形成し該第1の多結晶シリコン膜と該能動領
域とを電気的に接続する工程が含まれてなることを特徴
とする構成を採り、また、前記−導電型不純物拡散領域
がベース・コンタクト領域或いはソース領域及びドレイ
ン領域とされる構成を採っている。
Structure of the Invention In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a first insulating film, a first polycrystalline silicon film containing a -conductivity type impurity, and a second insulating film are sequentially formed on a silicon semiconductor substrate. forming an opening in the second insulating film and the first polycrystalline silicon film on a predetermined portion of the active region to expose a part of the surface of the first insulating film; Next, the first polycrystalline silicon film exposed as a sidewall in the opening is oxidized to form an insulating film continuous to the second insulating film, and then a second polycrystalline silicon film is formed to fill the opening. A silicon film is formed, and then the second insulating film and the insulating film connected thereto are removed, and then the second insulating film is removed.
etching the first insulating film using the polycrystalline silicon film and the first polycrystalline silicon film as a mask to expose a part of the surface of the active region;
removing the second polycrystalline silicon film and then forming and etching a third polycrystalline silicon film to form the desired sidewall of the opening; Then, heat treatment is performed to form the conductive layer from the first polycrystalline silicon film to the active region through the third polycrystalline silicon film. The method is characterized in that it includes a step of diffusing a type impurity to form an impurity diffusion region of one conductivity type and electrically connecting the first polycrystalline silicon film and the active region, and , the negative conductivity type impurity diffusion region is used as a base contact region or a source region and a drain region.

この構成を採ることに依って、バイポーラ半導体装置を
製造する場合であれば、ベース・コンタクト領域の形成
、そこからの引出し電極の形成、更には、ベース領域及
びエミッタ領域の形成などをセルフ・アライメント方式
で行うことができ、また、MIS電界効果型半導体装置
を製造する場合であれば、ソース領域及びドレイン領域
の形成、そこからの引出し電極の形成などをセルフ・ア
ライメント方式で行うことができる。
By adopting this configuration, when manufacturing a bipolar semiconductor device, the formation of the base contact region, the formation of the lead electrode therefrom, and the formation of the base region and emitter region can be performed using self-alignment. Furthermore, in the case of manufacturing an MIS field effect semiconductor device, formation of source and drain regions, formation of lead electrodes therefrom, etc. can be performed by a self-alignment method.

発明の実施例 第4図乃至第16図は本発明一実施例を解説する為の工
程要所に於けるバイポーラ半導体装置の要部切断側面図
であり、以下、これ等の図を参照しつつ説明する。尚、
ここでは、簡明にする為、本発明に関係があるベース領
域及びエミッタ領域の形成に重点をおいて記述する。
Embodiment of the Invention FIGS. 4 to 16 are cross-sectional side views of essential parts of a bipolar semiconductor device at key points in the process for explaining an embodiment of the present invention. explain. still,
Here, for the sake of simplicity, the description will focus on the formation of the base region and emitter region that are relevant to the present invention.

第4図参照 <11>¥″型シリコン半導体基板ll上にエピタキシ
ャル成長されたn型シリコン半導体層11A(能動領域
)に選択酸化法を適用することに依って厚さ例えば70
00 (人〕程度の二酸化シリコンからなるフィールド
絶縁膜12を形成し、そのフィールド絶縁膜12でn型
シリコン半導体層11Aをl素子分銀のn型コレクタ層
として分離し、それぞれ独立させる。尚、本発明のバイ
ポーラ半導体装置では、第1図及び第2図に関して説明
した従来例に於けるようにベース・コンタクト領域とエ
ミッタ領域とが平面的に並ぶ構成は採らないので、前記
1素子分のn型コレクタ層は従来よりも小さくて良い。
Refer to FIG. 4 <11> By applying a selective oxidation method to the n-type silicon semiconductor layer 11A (active region) epitaxially grown on the
A field insulating film 12 made of silicon dioxide with a thickness of about 0.000 (person) is formed, and the field insulating film 12 separates the n-type silicon semiconductor layer 11A as an n-type collector layer of l element silver, making each one independent. In the bipolar semiconductor device of the present invention, unlike the conventional example explained with reference to FIGS. 1 and 2, the base contact region and the emitter region are not arranged in a plane, so The mold collector layer may be smaller than conventional ones.

但し、図では省略しであるが、第1図及び第2図に見ら
れるようなn+型埋め込み層を形成してあり、コレクタ
の電極形成を可能にしている。
However, although not shown in the figure, an n+ type buried layer as seen in FIGS. 1 and 2 is formed to enable the formation of a collector electrode.

(b) 前記選択酸化法を実施した際に用いた例えば窒
化シリコン(SisN4)JIQなどのマスクを除去し
て能動領域表面を露出させてから、熱酸化法を適用して
厚さ例えば500〔人〕程度の二酸化シリコン膜13を
形成する。
(b) After removing the mask, such as silicon nitride (SisN4) JIQ, used when carrying out the selective oxidation method to expose the surface of the active region, a thermal oxidation method is applied to reduce the thickness to a thickness of, for example, 500 mm. ) is formed.

(C) 化学気相堆積(chemical vap。(C) Chemical vapor deposition.

ur deposition:CVD)法を適用して厚
さ例えば1000 (人)程度の窒化シリコンIIQ1
4(第1の絶縁膜)を形成する。
Silicon nitride IIQ1 with a thickness of, for example, about 1000 (people) is applied by applying the ur deposition (CVD) method.
4 (first insulating film) is formed.

(d) 同じ< CVD法を適用して硼素(B)を例え
ば1 x 10 ” (cm−”)程度ドープされ、厚
さが例えば5000 (人〕程度である多結晶シリコン
膜15 (第1の多結晶シリコン膜)を形成する。
(d) A polycrystalline silicon film 15 (first polycrystalline silicon film 15) doped with boron (B), for example, about 1 x 10''(cm-'') by applying the same CVD method and having a thickness of, for example, about 5000 cm. A polycrystalline silicon film) is formed.

(e) 同じ< CVD法を適用して厚さ例えば300
0〔人〕程度の二酸化シリコン膜16(第2の絶縁膜)
を形成する。
(e) Same < Thickness by applying CVD method, e.g. 300
0 [person] silicon dioxide film 16 (second insulating film)
form.

第5図参照 (f) ベース領域形成予定部分に開口を有する適当な
マスクを形成してから、サイド・エツチング量が少ない
例えば反応性イオン・エツチング(reactive 
ton etching: RI E)法を適用し、二
酸化シリコン膜16及び多結晶シリコン膜15のパター
ニングを行って開口15Aを形成する。尚、開口15A
の幅aとしては、例えば1.5〔μm〕を選択して良い
Refer to FIG. 5(f) After forming a suitable mask having an opening in the portion where the base region is to be formed, a side etching process with a small amount of side etching, such as reactive ion etching (reactive ion etching) is performed.
Using a ton etching (RIE) method, the silicon dioxide film 16 and the polycrystalline silicon film 15 are patterned to form an opening 15A. In addition, opening 15A
As the width a, for example, 1.5 [μm] may be selected.

ところで、この工程を実行するには、マスクの位置合わ
せが必要であるが、その位置合わせは多少ずれたとして
も、本発明に於けるバイポーラ半導体装置の構造からす
ると、第1図及び第2図に関して説明した従来例のよう
に、ベース・コンタクト領域やエミッタ領域がつぶれる
ような處は少ないので問題は生じないし、前記従来例の
場合と同程度の精度で位置合わせを行うのであれば、そ
の余裕の採り方は少なくて済むことになる。
By the way, in order to carry out this step, it is necessary to align the mask, but even if the alignment is slightly deviated, considering the structure of the bipolar semiconductor device according to the present invention, it is necessary to align the mask as shown in FIGS. 1 and 2. As with the conventional example explained above, there are few places where the base contact area and emitter area are crushed, so there is no problem, and if alignment is to be performed with the same degree of accuracy as in the conventional example, This means that fewer methods are required.

第6図参照 (g) 熱酸化法を適用し、前記工程(f)に依って開
口15A内に露出された多結晶シリコン膜15上に厚さ
例えば3000 (人〕程度の二酸化シリコン膜を形成
する。尚、この新たに形成された二酸化シリコン膜は二
酸化シリコン膜16に連なっているので、便宜上、同じ
記号16で表示する。
Refer to FIG. 6 (g) A thermal oxidation method is applied to form a silicon dioxide film having a thickness of, for example, about 3000 (people) on the polycrystalline silicon film 15 exposed in the opening 15A in the step (f). Note that this newly formed silicon dioxide film is continuous with the silicon dioxide film 16, so for convenience, it is indicated by the same symbol 16.

第7図参照 (h)、CVD法を適用してノン・ドープの多結晶シリ
コン膜17(第2の多結晶シリコン膜)を形成する。
Referring to FIG. 7(h), a non-doped polycrystalline silicon film 17 (second polycrystalline silicon film) is formed by applying the CVD method.

この多結晶シリコン膜17の厚さとしては、開口15A
内に露出されている窒化シリコン膜14が充分に埋め込
まれる程度に選ぶものとする。今、例えば、開口15A
の幅a (第5図参照)が二酸化シリコン膜16を形成
したことに依って1.2〔μm〕になっているとすれば
、多結晶シリコン膜17の厚さは6000 (人〕程度
とする。
The thickness of this polycrystalline silicon film 17 is as follows:
It is assumed that the silicon nitride film 14 exposed therein is sufficiently buried. Now, for example, opening 15A
If the width a (see Fig. 5) is 1.2 [μm] due to the formation of the silicon dioxide film 16, the thickness of the polycrystalline silicon film 17 is approximately 6000 [μm]. do.

第8図参照 (1)RIE法を適用し、マスクを形成することなく、
多結晶シリコン膜17のエツチングを行って二酸化シリ
コン膜16が露出するまで継続する。
See Figure 8 (1) Applying the RIE method, without forming a mask,
Etching of the polycrystalline silicon film 17 is continued until the silicon dioxide film 16 is exposed.

このようにすると、ベース領域形成予定部分上、即ち、
開口15A内にのみ多結晶シリコン膜17が残る。
In this way, on the part where the base region is to be formed, that is,
Polycrystalline silicon film 17 remains only within opening 15A.

第9図参照 0) エッチャントとして例えばHzO(10)+HF
 (1)を用いたウェット・エツチング法を適用して二
酸化シリコン11A16を除去する。
See Figure 90) As an etchant, for example, HzO(10)+HF
A wet etching method using (1) is applied to remove silicon dioxide 11A16.

第1O図参照 +klRIE法を適用し、多結晶シリコン膜15及び1
7をマスクとして窒化シリコン膜14のエツチングを行
ってから、更に、ウェット・エツチング法を適用して二
酸化シリコン膜13のエツチングを行い開口13Aを形
成J−、Lことに依りn型シリコン半導体層11Aの一
部表面を露出する。
Refer to FIG. 1O +klRIE method is applied to form
7 as a mask, the silicon nitride film 14 is etched, and then the silicon dioxide film 13 is etched by wet etching to form an opening 13A. expose a part of the surface.

第11図参照 (1) エッチャントとして、例えば水酸化カリウム(
KOH)溶液を用い、多結晶シリコン膜17のエツチン
グを行って除去する。
See Figure 11 (1) As an etchant, for example, potassium hydroxide (
The polycrystalline silicon film 17 is etched and removed using a KOH solution.

この場合、多結晶シリコン膜17はノン・ドープであり
、多結晶シリコン膜15は硼素をドープしであるので、
エツチング速度はl:4O程度の差があり、多結晶シリ
コン膜15は殆どエツチングされない。
In this case, the polycrystalline silicon film 17 is non-doped, and the polycrystalline silicon film 15 is doped with boron, so
There is a difference in etching rate of about 1:4O, and the polycrystalline silicon film 15 is hardly etched.

第12図参照 に) CVD法を適用してノン・ドープの多結晶シリコ
ン膜1B(第3の多結晶シリコン膜)を厚さ例えば30
00 (人〕程度に形成する。
(See Figure 12) Applying the CVD method, a non-doped polycrystalline silicon film 1B (third polycrystalline silicon film) is deposited to a thickness of, for example, 30 mm.
Form to about 00 (persons).

第13図参照 (fllRIE法を適用し、マスクを形成することなく
ノン・ドープの多結晶シリコン膜18をエツチングする
Refer to FIG. 13 (the non-doped polycrystalline silicon film 18 is etched by applying the fllRIE method without forming a mask).

RIE法は異方性があるので、前記エツチングを行うと
、ノン・ドープの多結晶シリコン膜18は開口15A内
に露出されている硼素をドープした多結晶シリコン膜1
5の側壁にのみ残留する。
Since the RIE method has anisotropy, when the etching is performed, the non-doped polycrystalline silicon film 18 becomes the boron-doped polycrystalline silicon film 1 exposed in the opening 15A.
It remains only on the side wall of 5.

第14図参照 (0) 熱酸化法を適用し、多結晶シリコン膜15及び
18を酸化し、二酸化シリコン膜19を形成する。
Refer to FIG. 14 (0) A thermal oxidation method is applied to oxidize the polycrystalline silicon films 15 and 18 to form a silicon dioxide film 19.

このときの熱処理に依って、n型シリコン半導体層11
Aに対し、硼素をドープした多結晶シリコン膜15から
多結晶シリコン膜18を介して硼素が拡散され、p+型
ベース・コンタクト領域20が形成される。
Depending on the heat treatment at this time, the n-type silicon semiconductor layer 11
With respect to A, boron is diffused from the boron-doped polycrystalline silicon film 15 through the polycrystalline silicon film 18, and a p+ type base contact region 20 is formed.

第15図参照 1p)RIE法を適用し、開口15A内に露出されてい
る窒化シリコン膜14の一部をエツチングして除去する
Refer to FIG. 15 1p) Apply the RIE method to etch and remove a portion of the silicon nitride film 14 exposed within the opening 15A.

(Q) 引続きウェット・エツチング法を適用し、二酸
化シリコン膜13の一部をエツチングして除去する。
(Q) Subsequently, a wet etching method is applied to etch and remove a portion of the silicon dioxide film 13.

(r) 露出されたn型シリコン半導体層11Aに対し
てイオン注入法を適用し、硼素イオンをドーズ量にして
例えばI X 10 ” [cm−”)程度打ち込み、
その硼素イオンを活性化する為の熱処理を行いp型ベー
ス領域21を形成する。
(r) Applying an ion implantation method to the exposed n-type silicon semiconductor layer 11A, implanting boron ions at a dose of, for example, I x 10''[cm-''),
A heat treatment is performed to activate the boron ions, and a p-type base region 21 is formed.

第16図参照 (SICVD法を適用し、砒素(As)をドープした多
結晶シリコン膜22を厚さ例えば3000〔人〕程度に
成長させる。
Refer to FIG. 16 (by applying the SICVD method, a polycrystalline silicon film 22 doped with arsenic (As) is grown to a thickness of, for example, about 3000 μm).

(1) フォト・リソグラフィ技術を適用し、多結晶シ
リコン膜22のパターニングを行い、エミッタ電極形状
にする。
(1) Applying photolithography technology, pattern the polycrystalline silicon film 22 to form an emitter electrode shape.

(01熱処理法を適用し、多結晶シリコン膜22に含有
されている砒素をベース領域21内に拡散することに依
りn+型エミッタ領域23を形成する。
(The n+ type emitter region 23 is formed by applying the 01 heat treatment method and diffusing arsenic contained in the polycrystalline silicon film 22 into the base region 21.

(Vl フォト・リソグラフィ技術を適用し、二酸化シ
リコン膜19のパターニングを行い電極コンタクト窓を
形成する。
(Vl Photolithography technology is applied to pattern the silicon dioxide film 19 to form electrode contact windows.

←) 例えばスパッタリング法を適用し、アルミニウム
(AN)膜を形成する。
←) For example, a sputtering method is applied to form an aluminum (AN) film.

(×) フォト・リソグラフィ技術を適用し、前記アル
ミニウム膜のパターニングを行いベース電極24及びエ
ミッタ電極25を形成する。
(x) Applying photolithography technology, the aluminum film is patterned to form a base electrode 24 and an emitter electrode 25.

以上の説明から判るように、本実施例に於いては、ベー
ス・コンタクト領域、ベース領域、エミッタ領域、ベー
ス引出し電極などの形成に必要とされるマスク工程とし
ては第5図に関して説明した開口15Aを形成する場合
のみであり、その際の位置合わせ余裕は従来のように大
きく採る必要はない。
As can be seen from the above description, in this embodiment, the mask process required for forming the base contact region, base region, emitter region, base extraction electrode, etc. is performed using the opening 15A described in connection with FIG. This is only the case when forming a position, and there is no need to provide a large positioning margin as in the conventional case.

前記説明は本発明をバイポーラ半導体装置の製造に適用
した場合を例示するものであるが、本発明をMis電界
効果型半導体装置の製造に適用すると、同様に小型化等
の効果を得ることが可能である。但し、その場合は、第
5図に於いて、開口15Aの紙面に垂直な方向の両側壁
はフィールド絶縁膜12上に存在させる必要がある。
Although the above description exemplifies the case where the present invention is applied to the manufacture of a bipolar semiconductor device, if the present invention is applied to the manufacture of a Mis field effect semiconductor device, it is possible to similarly obtain effects such as miniaturization. It is. However, in that case, both side walls of the opening 15A in the direction perpendicular to the plane of the paper in FIG. 5 need to be present on the field insulating film 12.

第17図はMis電界効果型半導体装置を製造する際の
開口15Aのパターン及び位置を示す為の要部平面図で
あって、第4図乃至第16図に関して説明した部分と同
部分は同記号で指示しである。
FIG. 17 is a plan view of a main part to show the pattern and position of the opening 15A when manufacturing a Mis field effect semiconductor device, and the same parts as those explained with reference to FIGS. 4 to 16 have the same symbols. This is the instruction.

図から判るように、開口15Aの側壁26及び26′は
フィールド絶縁膜12上に存在する。
As can be seen, sidewalls 26 and 26' of opening 15A are on field insulating film 12.

このようにしないと、第14図に関して説明したベース
・コンタクト領域20を分断して、いずれか一方をソー
ス領域、他方をドレイン領域として用いることが不可能
になる。
If this is not done, it will not be possible to divide the base contact region 20 described with reference to FIG. 14 and use one of them as a source region and the other as a drain region.

因に、バイポーラ半導体装置を製造する場合に於ける開
口15Aのパターン及び位置を第18図に示してあり、
第4図乃至第17図に関して説明した部分と同部分は同
記号で指示しである。
Incidentally, the pattern and position of the opening 15A in the case of manufacturing a bipolar semiconductor device are shown in FIG.
The same parts as those described with reference to FIGS. 4 to 17 are indicated by the same symbols.

図から判るように、開口15Aは能動領域内に形成され
るから、これに依りベース・コンタクト領域20を形成
した場合、それは開口15Aを取り巻くような連続した
パターンになることは容易に理解される。
As can be seen from the figure, since the opening 15A is formed in the active region, it is easily understood that when the base contact region 20 is formed therewith, it will be in a continuous pattern surrounding the opening 15A. .

発明の効果 本発明に於ける半導体装置の製造方法では、シリコン半
導体基板上に第1の絶縁膜及び−導電型不純物を含有し
た第1の多結晶シリコン膜及び第2の絶縁膜のそれぞれ
を順に形成し、次いで、能動領域に於ける所定部分上の
前記第2の絶縁膜及び前記第1の多結晶シリコン膜に開
口を形成して前記第1の絶縁膜に於ける一部表面を露出
させ、次いで、前記開口内に側壁として露出されている
前記第1の多結晶シリコン膜を酸化して前記第2の絶縁
膜に連なる絶縁膜を形成し、次いで、前記開口を埋める
第2の多結晶シリコン膜を形成し、次いで、前記第2の
絶縁膜及びそれに連なる絶縁膜を除去してから前記第2
の多結晶シリコン膜及び前記第1の多結晶シリコン膜を
マスクとして前記第1の絶縁膜をエツチングすることに
依って前記能動領域に於ける一部表面を露出させ、次い
で、前記第2の多結晶シリコン膜を除去し、次いで、第
3の多結晶シリコン膜を形成してからそれのエツチング
を行って前記開口に望む側壁を構成している前記第1の
多結晶シリコン膜に被着されている部分のみを残して他
を除去し、次いで、熱処理を行って前記第1の多結晶シ
リコン膜から前記第3の多結晶シリコン膜を介して前記
能動領域中に前記−導電型不純物を拡散して一導電型不
純物拡散領域を形成し該第1の多結晶シリコン膜と該能
動領域とを電気的に接続する工程が含まれてなることを
特徴とする構成を採り、また、前記−導電型不純物拡散
領域がベース・コンタクト領域とされ、或いは、ソース
領域及びドレイン領域とされる構成を採っている。
Effects of the Invention In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a first insulating film, a first polycrystalline silicon film containing a -conductivity type impurity, and a second insulating film are each sequentially formed on a silicon semiconductor substrate. forming an opening in the second insulating film and the first polycrystalline silicon film on a predetermined portion of the active region to expose a part of the surface of the first insulating film; Next, the first polycrystalline silicon film exposed as a sidewall in the opening is oxidized to form an insulating film continuous to the second insulating film, and then a second polycrystalline silicon film is formed to fill the opening. A silicon film is formed, and then the second insulating film and the insulating film connected thereto are removed, and then the second insulating film is removed.
By etching the first insulating film using the polycrystalline silicon film and the first polycrystalline silicon film as a mask, a part of the surface of the active region is exposed, and then the second polycrystalline silicon film is etched. removing the crystalline silicon film and then forming and etching a third polycrystalline silicon film deposited on the first polycrystalline silicon film forming the desired sidewalls of the opening; Then, heat treatment is performed to diffuse the - conductivity type impurity from the first polycrystalline silicon film into the active region through the third polycrystalline silicon film. The structure includes a step of forming an impurity diffusion region of one conductivity type and electrically connecting the first polycrystalline silicon film and the active region; The impurity diffusion region is used as a base contact region or a source region and a drain region.

このような構成を採ることに依つて、バイポーラ半導体
装置を製造する場合であれば、ベース・コンタクト領域
、ベース領域、ベース引出し電極等を僅か一つのマスク
工程を経るだけで、セルフ・アライメント方式で形成す
ることができ、更には、エミッタ領域もセルフ・アライ
メント方式に依って形成することが可能である。そして
、トランジスタ全体の小型化は勿論のこと、ベース領域
が小型化されてベース抵抗が低減され、従って、より一
層の高速化が実現される。
By adopting such a configuration, when manufacturing a bipolar semiconductor device, the base contact region, base region, base extraction electrode, etc. can be formed using a self-alignment method with just one mask process. Furthermore, the emitter region can also be formed using a self-alignment method. In addition to reducing the size of the entire transistor, the base region is also reduced in size and the base resistance is reduced, thereby achieving even higher speeds.

また、Mis電界効果型半導体装置を製造した場合も同
様に小型化、ショート・チャネル化が可能であって、従
来のものよりも高速動作可能になる。
Furthermore, when a Mis field-effect semiconductor device is manufactured, it can also be made smaller and have a short channel, and can operate at higher speeds than conventional devices.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図及び第2図は従来のバイポーラ半導体装置を説明
する為の要部切断側面図、第3図は第1図及び第2図に
示したバイポーラ半導体装置を製造する場合の寸法の関
係を示す為の説明図、第4図乃至第16図は本発明一実
施例を説明する為の工程要所に於けるバイポーラ半導体
装置の要部切断側面図、第17図及び第18図は開口の
パターン及び位置を示す要部平面図をそれぞれ表してい
る。 図に於いて、11はp−型シリコン半導体基板、11A
はn型シリコン半導体層(能動領域)、12はフィール
ド絶縁膜、13は二酸化シリコン膜、13Aは開口、1
4は窒化シリコン膜(第1の絶縁膜)、15は多結晶シ
リコン膜(第1の多結晶シリコン膜)、15Aは開口、
ICは二酸化シリコン膜(第2の絶縁膜)、17は多結
晶シリコン膜(第2の多結晶シリコン膜)、18は多結
晶シリコン膜(第3の多結晶シリコン膜)、19は二酸
化シリコン膜、20はp+型ベース・コンタクト領域、
21はp型ベース領域、22は多結晶シリコン膜、23
はn+型エミンタ領域、24はベース電極、25はエミ
ッタ電極をそれぞれ示している。 特許出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 相 谷 昭 司 代理人弁理士 渡 邊 弘 − 第1図 第2図 第3図 0 第4図 第5図 第6図 第7図 第8図 7 第9図 17 第10図 第12図 第13図 8 第14図 第15図 第16図 5
1 and 2 are cutaway side views of essential parts for explaining a conventional bipolar semiconductor device, and FIG. 3 shows the dimensional relationship when manufacturing the bipolar semiconductor device shown in FIGS. 1 and 2. 4 to 16 are cross-sectional side views of essential parts of a bipolar semiconductor device at key points in the process for explaining one embodiment of the present invention, and FIGS. 17 and 18 are side views of an opening. 2A and 2B are plan views of main parts showing patterns and positions, respectively. In the figure, 11 is a p-type silicon semiconductor substrate, 11A
1 is an n-type silicon semiconductor layer (active region), 12 is a field insulating film, 13 is a silicon dioxide film, 13A is an opening, 1
4 is a silicon nitride film (first insulating film), 15 is a polycrystalline silicon film (first polycrystalline silicon film), 15A is an opening,
IC is a silicon dioxide film (second insulating film), 17 is a polycrystalline silicon film (second polycrystalline silicon film), 18 is a polycrystalline silicon film (third polycrystalline silicon film), 19 is a silicon dioxide film , 20 is a p+ type base contact region,
21 is a p-type base region, 22 is a polycrystalline silicon film, 23
24 represents an n+ type emitter region, 24 represents a base electrode, and 25 represents an emitter electrode. Patent Applicant: Fujitsu Ltd. Representative Patent Attorney Akira Aitani Representative Patent Attorney Hiroshi Watanabe - Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 0 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure 8 Figure 7 Figure 9 Figure 17 Figure 10 Figure 12 Figure 13 Figure 8 Figure 14 Figure 15 Figure 16 Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1) シリコン半導体基板上に第1の絶縁膜及び−導
電型不純物を含有した第1の多結晶シリコン膜及び第2
の絶縁膜のそれぞれを順に形成し、次いで、能動領域に
於ける所定部分上の前記第2の絶縁膜及び前記第1の多
結晶シリコン膜に開口を形成して前記第1の1!1縁]
こ於ける一部表面を露出させ、次いで、前記開口内に側
壁として露出されている前記第1の多結晶シリコン膜を
酸化して前記第2の絶縁膜に連なる絶縁形を形成し、次
いで、前記開口を埋める第2の多結晶シリコン膜を形成
し、次いで、前記第2C絶縁膜及びそれに連なるm縁膜
を除去して力へそ前記第2の多結晶シリコン膜及び第1
の多結晶シリコン膜をマスクとして前記第1の絶縁膜4
エツチングすることに依って前記能動領域に分ける一部
表面を露出させ、次いで、前記第2゜結晶シリコン膜を
形成してからそれのエツチングを行って前記開口に望む
側壁を構成している前記第1の多結晶シリコン膜に被着
されている部分のみを残して他を除去し、次いで、熱処
理を行って前記第1の多結晶シリコン膜から前記第3の
多結晶シリコン膜を介して前記能動領域中に前記−導電
型不純物を拡散して一導電型不純物拡散領域を形成し該
第1の多結晶シリコン膜と該能動領域とを電気的に接続
する工程が含(2) 前記−導電型不純物拡散領域がベ
ース・コンタクト領域と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。 求の範囲第1項記載の半導体装置の製造方法。
(1) A first insulating film, a first polycrystalline silicon film containing -conductivity type impurities, and a second polycrystalline silicon film on a silicon semiconductor substrate.
insulating films are sequentially formed, and then an opening is formed in the second insulating film and the first polycrystalline silicon film on a predetermined portion of the active region to close the first 1!1 edge. ]
A part of the surface thereof is exposed, and then the first polycrystalline silicon film exposed as a side wall in the opening is oxidized to form an insulating film continuous to the second insulating film, and then, A second polycrystalline silicon film is formed to fill the opening, and then the second C insulating film and the peripheral film connected thereto are removed to form the second polycrystalline silicon film and the first polycrystalline silicon film.
Using the polycrystalline silicon film as a mask, the first insulating film 4
etching to expose a portion of the surface dividing the active region, and then forming and etching the second crystalline silicon film to define the desired sidewalls of the opening. The active layer is removed from the first polycrystalline silicon film through the third polycrystalline silicon film by heat treatment. (2) a step of diffusing the - conductivity type impurity into the region to form a one conductivity type impurity diffusion region and electrically connecting the first polycrystalline silicon film and the active region; 2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the impurity diffusion region serves as a base contact region. A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5204275A (en) * 1990-12-26 1993-04-20 North American Philips Corp. Method for fabricating compact bipolar transistor

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