JPS6080275A - 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】 （１１発明の技術分野 本発明は多結晶半導体をエミッタ形成のための不純物導
入源として用いる高周波バイポーラ・トランジスタを有
する半導体装置の製造方法に関するものである。

（２）技術の背景 高周波トランジスタのエミ・ツタ形成に高濃度に不純物
が添加された多結晶半導体を不純物導入源に使い、かつ
これをそのままエミ・ツク・コンタクトに用いる方法は
つぎのような多くの利点をもつため広く利用されている
。この方法によると極めて薄いエミツタ層に対しても熱
処理に強くエミ・ツタ・ベース短絡が防止でき、高濃度
の不純物導入増幅率ｈＦ□制御が確実に行える。この製
造方法に対しても高周波特性をよくするために素子構造
を工夫し素子面積を小さく遮断周波数【□を太きく７１
ベース拡り抵抗ｒｂｂ’を小さくする努力が払われてい
る。１丁を大きくするためベース層を浅く形成するとｒ
ｂｂ’が大きくなり高周波特性を阻害する。また非常に
浅いベース層をもつトランジスタを含む集積回路におい
てもｒｂｂ’の影響が大きく効きＩＩ高速化を阻害する
。このため浅Ｇ′１べ−ス層をもつトランジスタのｒｂ
ｂ’を小さくするためエミッタと外部ベース領域（ベー
ス・コンタクトのための高濃度不純物導入領域）間の距
離を小さくする工夫がなされている。また一方工程の確
実性、集積化の容易性、半導体装置の信頼性の面からも
検討されなければならない。

（３）従来技術と問題点 エミッタ形成に多結晶半導体を用いる半導体装置の製造
方法について従来行われている方法のうち代表例を第１
図、第２図によって説明する。

第１図に製造工程順に半導体基板の断面要部を示す。こ
こで半導体基板とは、製造工程の各時点で半導体基体と
その上に被着された被膜等を含めた総称であると定義す
る。（以下基板と略記する）　第１図（ａ）においてＬ
　２，３は半導体基体、その中で２はフィールド酸化領
域、３はベース領する。つぎに第１図ｆｂ）において、
通常のフォト・プロセスによりエミッタ部を残して前記
の膜４゜５を除去する。つぎに第１図（Ｃ１において絶
縁膜６を不純物添加多結晶膜の側面とエミ・ツタ形成部
以外全面に被着し、絶縁膜６を通してベースと同し導電
型の不純物を高濃度に導入して外部ベース領域７をエミ
ッタ形成部に近接してその周囲に形成する。つぎに第１
図ｆｄｌにおいて耐酸化マスク膜５を除去し、加熱して
不純物添加多結晶半導体１ｒＡ４より半導体基体に不純
物を導入してエミッタ領域８を形成し、基体内のトラン
ジスタ構造を完成させる。つぎに第１図ｔｅｌにおいて
外部ベース領域上の絶縁膜６を除去し導電材料でエミ・
７り・ベース電極９を設ける。この製造方法においては
、外部ベース領域はエミッタ部の被膜をマスクにした自
己位置合せ効果により、エミ・ツタ領域と極めて近接し
て形成されることになりｒｂｂ’の引下げに有効である
。しかし素子の構造上エミッタ電極がステップ状に突出
し平坦性が悪く多層配線に不利となる。またトランジス
タ表面は極めて薄い化１１膜で覆われているだけのため
信頼性を向上させる処理を行う上でも不便である。

第２図は電極の突出部がなく表面が平坦なトランジスタ
の断面図を示し、第１図と同一番号は同一の対象を示し
ている。２１．２２は不純物を添加しない多結晶半導体
膜を基板全面に被着してエミッタ部と外部ベース部を分
離′ａ２４により分離して形成され、それぞれに反対型
の不純物を導入してエミッタ領域と外部ベース領域形成
用の不純物源とし、円領域を形成後電極として利用する
。

２３は絶縁膜で分離溝も含めて基板全面に被着される。

この方法によると基板の平坦性が得られ集積化に有利で
あるが、分離溝の存在によりエミッタと外部ベースの距
離が大きくなりｒｂｂ’が増加する。

（４）　発明の目的 本発明は上記欠点を除いて、ｒｂｂ’を小さくしかも基
板全面が平坦になるような素子構造にした高周波バイポ
ーラ・トランジスタを有する半導体装置の製造方法を提
供するものである。

（５）　発明の構成 （ａｌ半導体基板内に形成されたベース領域内のエミッ
タ形成部に順次多結晶半導体膜と耐酸化マスク膜を被着
しつぎに第１の絶縁膜を少くとも該多結晶半導体膜の側
面に被着する工程と、（ｂｌエミッタ形成部を覆って全
面に順次高融点の金Ｊｆｆｉ脱と第２の絶縁膜を被着す
る工程と、エミッタ形成部の該第２の絶縁膜を除去して
下地の該金属膜を露出させつぎに該金属膜と下地の該耐
酸化マスク膜を除去する工程と、ｔｄ）エミッタ領域形
成のためのアニール工程を有することを特徴とするもの
である。

エミッタ領域の形成（ｄｌは工程＋ａ）の後または工程
（Ｃ１の後いづれでもよいが、第２の絶縁膜成長に高温
・長時間を要する場合は、調整ずみのｈｐ５に影響を与
えるため後者の方がよい。

ここでエミッタ形成部とは半導体基体表面上において、
将来形成されるかまたは既に形成されたエミッタ領域の
部分を指すものとする。

（６）発明の実施例 本発明の実施例を第３図に示す。第１図と同一番号は同
一対象を示す。第３図（ａｌにおいて半導体基体は０．
５〜ｌΩｃｍのｎ型エピタクシアル・シリコンを用い、
フィールド酸化領域２を６０００〜１００００人の厚さ
に、ベース領域３を３０００人の深さでｐ型に形成し、
不純物添加多結晶半導体膜４は濃度１０ｃｍ　のｎ　型
ポリシリコン膜を用い基板全面に３０００〜５０００人
堆積させ、その上に耐酸化マスクＩ！ｉｉ５として窒化
シリコン（ｊ荏 ５ｉｉＮヰ）膜を１００．０変波度ｕｌ債する。つぎに
第３図（ｂ）において通常のフォト・プロセスによりエ
ミッタ部を残して前記の膜４．５を除去する。

つぎに第３図（Ｃ１において絶縁膜６は熱酸化シリコン
（ＳｉＯｚ）膜を用いポリシリコン膜４の側面とエミッ
タ形成部以外全面に５００人程変波着し、ボロン・イオ
ン（Ｂ＋）を注入して外部ベース領域７をエミッタ形成
部に近接してその周囲に形成する。つぎに第３図＋ｄｌ
において外部ベース領域１〜１００００人、その上に絶
縁膜３２として気相成長の酸化シリコン（Ｓ　ｉ　０２
　）膜を３０００〜５０００人基板全面に被着する。つ
ぎにこの上に基板全面にレジストを表面が平坦になるよ
うにｑて塗布して（図には示されていない）レジストと
５ｉ０２膜３２を非選択的に（両者に対し　略：等しい
エッチレートで）全面エツチングしエミソと５ｉ３Ｎ５
膜５をリン酸等のエツチング液を用いて除去する。この
場合エミッタ形成部以外の部分は５ｉＯ１膜３２がマス
クの役目をして保護される。この状態が第３図ｔｅｌに
示される。つぎに第３図（ｆｌにおいて１０００°Ｃ程
度の乾燥窒素中でエミッタ・アニールを行い２０００人
の深さにエミッタ領域８を形成し、ＳｉＯｚ１％３２に
ベース・コンタクＩ・窓３３をあげる。以降は通常の方
法に従って組立工程等を経て半導体装置を完成する。

本発明の実施例では高融点金属膜３１としてＭ。

を用いたがこれをチタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）
、チタン窒化物（Ｔ　ｉ　Ｎ）等地の材料を変更しても
、また絶縁膜３２に気相成長５ｉＯｚを用いたがこれを
他の絶縁膜に変更しても発明の要旨に変更を来すもので
ない。

（７）発明の効果 このようにして得られたトランジスタは素子面積を小さ
くてきｒｂｂ’を小さく保ちしかも基板全面が埋込構造
のため、集積化・高信頼化が容易となり高周波・高速の
集積回路を構成する際極めて有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の製造工程を工程順に示す半導体基板の断
面図、第２図は従来方法で平坦型にした例を、第３図は
本発明による製造工程の断面図を示す。 １．２，３、−−一旧一半導体基体、２　−−−−−・
−フィールド酸化膜、３−−−−−、−ベース領域、１
−−−−一一一一不純物添加多結晶半導体膜、　５　−
−−−−・−耐酸化マスク膜、６．　２３．　３２−−
−−・−絶縁膜　７−・−−−−一外部ベース領域、８
−−−−・−エミッタ領域、９、−−−−−−一導電膜
、２１．２２　−石−−−−一後がら不純物を添加した
多結晶半導体膜、２４−−−−−分離溝、３１、−−一
金属膜、３３−・−−一−ベース・コンタクト窓。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体基体内に形成されたベース領域内のエミッタ形成
   部に順次多結晶半導体膜と耐酸化マスク膜を被着しつぎ
   に第１の絶縁膜を少くとも該多結晶半導体膜の側面に被
   着する工程と、エミッタ形成部を覆って全面に順次高融
   点の金属膜と第２の絶縁膜を被着する工程と、エミッタ
   形成部の該第２の絶縁膜を除去して下地の該金属膜を露
   出させつぎに該金属膜と下地の該耐酸化マスク膜を除去
   する工程と、エミ・７タ領域形成のためのアニール工程
   を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。