JPS607392B2 - 半導体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は特に超高周波トランジスタ製造に好適する半
導体の製造方法に関するものである。

従釆のこの種の製造方法を、ＮＰＮ型の超高周波トラン
ジスタ製造を例にとってその製造工程順に示した第１図
ａないしｆに基づき説明する。まず、第１図ａに示すよ
うに高濃度のＮ型シリコン基板１にＮ型ェピタキシヤル
層２を形成すると共に、後で行う選択拡散のためにェピ
タキシャル層２表面に熱酸化シリコン膜３を形成し、さ
らにサイドベース領域４の二酸化シリコン膜３部分に通
常のホトリソ手段でサイドベース拡散窓をあげ、Ｐ型サ
イドベース層５を拡散形成する。同機にしてメインベー
ス領域６の二酸化シリコン膜３部分にも通常のホトリソ
手段でメインベース拡散窓をあげ、Ｐ型メインベース層
７を拡散形成し（第１図ｂ参照）、続いて上記〆ィンベ
ース拡散窓内のェミッタ領域８上の二酸化シリコン膜３
部分にも通常のホトリソ手段でェミッタ拡散窓をあげ、
Ｎ型ェミッタ層９を拡散形成する（第１図ｃ参照）。

次に、ベースコンタクトおよびェミツタコソタクトのた
めに、サイドベース領域４およびェミッタ領域８の二酸
化シリコン膜３をそれぞれ通常のホトリソ手段でエッチ
ング除去する（第１図ｄおよびｅ参照）。

なお、ェミッタ領域８の二酸化シリコン膜３は他に比べ
て薄いので、この部分にホトレジスト膜を付けずにエッ
チング液によるウオッシングで除去することもある。そ
の後、全面に電極材料を蒸着形成し、さらにこれを、サ
イドベース層５およびェミツタ層９表面部分を除いてホ
トリソ手段でエッチング除去してベース電極１０および
ェミッタ電極１１を形成し、超高周波トランジスタ製造
を完了する（第１図ｆ参照）。

しかしながらこのような従来方法では、第１図ａないし
ｆに示したサイドベース層５〆ィンべ−ス層７、ェミッ
夕層９、ベースコンタクト、ェミッタコンタクトおよび
ベース、ェミッタ各電極１０，１１形成のために６枚の
マスクを必要とする。

しかも各工程において、それぞれのマスクを使用してホ
トリソ手段によってエッチングするためには、前工程と
の厳密な関連性を有する。例えばェミッタ層９を形成す
るためには、ェミッタ領域８をメインベース領域６の中
央に配置させる必要がある等の厳密な位置合わせ作業を
要するのみならず、特に超高周波トランジスタ製造では
、エッチングにより除去する領域および残しておく領域
は３Ａｍ〜１仏ｍの規模であり、極めて困難な作業であ
った。この発明は上記のような実情に鑑みなされたもの
で、マスクおよび困難なエッチング作業の工数を大幅に
削減した半導体の製造方法を提供することを目的とする
。

以下第２図ａないしｅを参照してこの発明の実施例を説
明する。

第２図ａないしｅはこの発明による半導体の製造方法を
ＮＰＮ型超高周波トランジスタ製造に適用して示した製
造工程説明図である。すなわち、まず第２図ａに示すよ
うに高濃度のＮ型シリコン基板１にＮ型ェピタキシャル
層２を形成してシリコンウェハを作成すると共に、その
ェピタキシャル層２表面に熱酸化で二酸化シリコン膜３
（厚み５０００Ａ）を形成し、その上に順次窒化シリコ
ン膜１２（厚み３０００Ａ）、二酸化シリコン膜１３（
厚み５０００Ａ）を共に熱分解法によって形成した後、
通常のホトリソ手段でサイドベース領域４およびェミッ
タ領域８の二酸化シリコン膜１３、窒化シリコン膜１２
および二酸化シリコン膜３を除去し、後述拡散のための
拡散窓をあげる。この際ヱミッタ領域８とサイドベース
領域４の間に残っている上記二酸化シリコン膜３部分は
、後述するようにサイドベース拡散、メインベース拡散
によって接続するので、それぞれサイドエッチングを行
っておけば特性の良いものが得られる。また、通常、拡
散窓は１．５〃ｍの幅、ェミッタ領域８とサイドベース
領域４の間隔は１．５ムｍ程度である。このェミッタ領
域８とサイドべ−ス領域４の間隔は上記サイドエッチン
グによって容易に１．１山ｍ程度にできる。このように
拡散窓があげられると、それらの表面にシリコンを蒸着
してシリコン蒸着膜１４（厚み２０００Ａ）を形成する
が、この際熱酸化による二酸化シリコン膜３がサイドエ
ッチングされている場合には、斜め蒸着も行えるような
蒸着装層（図示せず）を用いることによって影の部分と
なる上記二酸化シリコン膜３の両サイド部分にもシリコ
ン蒸着膜１４を形成することができる。二酸化シリコン
膜３をサイドエッチングしない場合には通常の垂直方向
だけの蒸着で良い。次に、熱分解法による二酸化シリコ
ン膜１３をエッチングすることによってェミツタ領域８
およびサイドベース領域４以外のシリコン蒸着腰１４を
除去する。

この場合、上記拡散窓をあげる時にサイドエッチングを
行ったものは、窒化シリコン膜１２の端部にシリコン蒸
着膜１４が部分的に残っている。このようにシリコン蒸
着膜１４を除去した後には、それらの全面に熱分解法に
よって二酸化シリコン膜１５（厚み３０００Ａ）を形成
する。この二酸化シリコン膜１５は、ェミッ夕領域８部
分を残してその他の部分をホトリソ手段によって除去し
、この状態でサイド領域４にシリコン蒸着腰１４を通し
てサイドベース拡散を行い、Ｐ型サイドベース層５（拡
散深さ０．８仏ｍ）を形成する。この時、シリコン燕着
膜１４の表面に二酸化シリコン膜１６が形成されるが、
窒化シリコン膜１２は酸化されない（第２図ｂ参照）。
続いて上記ェミッタ領域８上の二酸化シリコン膜１５を
例えば希釈した弗酸等のエッチング液につけて除去し、
ェミッタ領域８にシリコン蒸着膜１４を通してメインベ
ース拡散を行ってＰ型メィンベース層７を形成する。

この際拡散の横方向拡がりによって上記サイドベース層
５とメインベース層７とが接続される。また、メインベ
ース拡散によってェミッタ領域８のシリコン蒸着膜１４
上には二酸化シリコン膜１７が形成されるが、これはウ
オッシングによって除去される。その後、同様にェミッ
タ領域８にシリコン蒸着膜１４を通してェミッタ拡散を
行い、Ｎ型ェミッタ層９を形成する（第２図ｃ参照）。
なお、上記拡散によってサイドベース層５とメインベー
ス層７とが接続されるためには、ェミッタ領域８とサイ
ドベース領域４の間隔をサイドベース拡散、メインベー
ス拡散による横方向の拡がり幅より小さくする必要があ
る。上記ェミッタ拡散時にもシリコン蒸着膜１４の表面
に二酸化シリコン膜１７が形成されるが、これは上記ベ
ース領域４における二酸化シリコン膜１６と同時にウオ
ツシングによって除去する。

この二酸化シリコン膜１６，１７を除去した後、全面に
電極材料４８（例えばＴｉを厚み５００Ａ、Ｐｔを厚み
１０００Ａ、Ａｕを厚み５０００Ａ）蒸着する（第２図
ｄ参照）。その後、熱分解法による窒化シリコン膜１２
をエッチング液につけて除去することによって不要部分
の電極材料１８を除去し、ベース電極１０およびェミッ
タ電極１１を形成して超高周波トランジスタ製造を完了
する（第２図ｅ参照）。

なお、窒化シリコン膜１２の端部に残っていたシリコン
膜１４は、上記不要部分の電極材料１８の除去と同時に
除去される。以上に述べたこの発明方法によれば、半導
体製造に当たって２枚のマスクを必要とするだけであり
、従ってマスク合わせ作業も１回だけで済み、しかもエ
ミツタおよびベースのコンタクトのための窓も拡散窓中
にシリコン葵着膜１４があることからウオッシングによ
り簡単に形成できる等、従来方法に比較して工数を大幅
に削減することができる。

また、半導体の高周波動作に問題となるェミッタ、ベー
ス間隔は、熱酸化による二酸化シリコン３をサイドエッ
チングするという簡単な作業で狭くすることができ、半
導体を高性能化するもので、特に超高周波トランジスタ
、超高速集積回路等の製造に適用して顕著な効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図ａないしｆは従来方法の製造工程説明図、第２図
ａないしｅはこの発明による半導体の製造方法の一実施
例を示す製造工程説明図である。 １，２・・・高濃度Ｎ型シリコン基板、Ｎ型ェビタキシ
ャル層（シリコンウェハ）、３…熱酸化による二酸化シ
リコン膜、４・・・サイドベース領域、６・・・メイン
ベース領域、７・・・Ｐ型メインベース層、８・・・ェ
ミッタ領域、９…Ｎ型ェミッタ層、１０・・・ベース電
極、１１・・・ェミッタ電極、１２・・・熱分解法によ
る窒化シリコン膜、１３，１５・・・熱分解法による（
第１、第２の）二酸化シリコン膜、１４・・・シリコン
蒸着膜、１６，１７…（第３の）二酸化シリコン膜、１
８・・・電極材料。 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シリコンウエハ上に熱酸化による二酸化シリコン膜
   、熱分解法による窒化シリコン膜および第１の二酸化シ
   リコン膜を順次形成する第１の工程と、サイドベース領
   域およびエミツタ領域において通常のホトリソ手段で拡
   散窓をあけると共に、それらの全面にシリコン蒸着膜を
   形成した後、上記熱分解による第１の二酸化シリコンの
   リスフトオフによって垣散窓上のみシリコン蒸着膜を残
   しておく第２の工程と、エミツタ領域上を熱分解による
   第２の二酸化シリコン膜で覆い、その後上記サイドベー
   ス領域に上記シリコン蒸着膜を通してサイドベース垣散
   を行ってサイドベース層を形成すると共に、上記第２の
   二酸化シリコン膜を除去し、エミツタ領域に上記シリコ
   ン蒸着膜を通してメインベース拡散を行ってメインベー
   ス層を形成し、拡散の横方向拡がりによって上記サイド
   ベース層およびメインベース層を接続し、さらにメイン
   ベース拡散時に上記エミツタ領域のシリコン蒸着膜上に
   形成された第３の二酸化シリコン膜をウオツシングによ
   って除去する第３の工程と、エミツタ領域に上記シリコ
   ン蒸着膜を通してエミツタ拡散を行ってエミツタ層を形
   成すると共に、この際エミツタ領域のシリコン蒸着膜上
   に形成された第３の二酸化シリコン膜および上記サイド
   ベース拡散時にサイドベース領域のシリコン蒸着膜上に
   形成された第３の二酸化シリコン膜をウオツシングによ
   って除去する第４の工程と、上記第３の二酸化シリコン
   膜を除去した後に全面に電極材料を蒸着した後、上記熱
   分解法による窒化シリコンをエツチングによって除去し
   、不要部分の電極材料を除去することによってベース電
   極およびエミツタ電極を形成する第５の工程とを具備す
   ることを特徴とする半導体の製造方法。