JPS61234564A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

Info

Publication number
JPS61234564A
JPS61234564A JP7768285A JP7768285A JPS61234564A JP S61234564 A JPS61234564 A JP S61234564A JP 7768285 A JP7768285 A JP 7768285A JP 7768285 A JP7768285 A JP 7768285A JP S61234564 A JPS61234564 A JP S61234564A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
base
film
emitter
oxide film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP7768285A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0418461B2 (en
Inventor
Tadashi Hirao
正 平尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP7768285A priority Critical patent/JPS61234564A/en
Priority to GB08604500A priority patent/GB2175136B/en
Priority to US06/833,327 priority patent/US4728618A/en
Publication of JPS61234564A publication Critical patent/JPS61234564A/en
Publication of JPH0418461B2 publication Critical patent/JPH0418461B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/285Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
    • H01L21/28506Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers
    • H01L21/28512Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System
    • H01L21/28525Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System the conductive layers comprising semiconducting material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/033Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers

Abstract

PURPOSE:To obtain a semiconductor device having excellent frequency characteristics, by forming an emitter region in a base region by a self-aligning method, and lowering the resistance of the base and the capacity between the base and a collector. CONSTITUTION:A silicon film, which has impurity diffusing source for forming an emitter region, is formed on a semiconductor substrate region, which is to become an emitter region 7. A base region 6 is formed by implanting ions partially through the silicon film. Then, by using the silicon film, the emitter region 7 is formed in the base region 6 by a self-aligning method. An insulating film is formed between the silicon film and a base-electrode taking-out region on the emitter region 7 by the self-alignment. The part between the base electrode and the emitter electrode is insulated. A base-electrode taking-out region is formed by the self-alignment. The interval between the emitter and the base is the thicknesses of an oxide film 107 on the side wall of a silicon film 603 and a nitride film 203. The base resistance becomes small. An emitter region 70 and the active base region 6 are simultaneously formed through the silicon film 603. Therefore, the region 70 and the region 6 are in approximately parallel. The width of the base is constant. The area of the base is reduced to a large extent. The capacity between the base and collector is decreased.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は半導体装置の製造方法に関し、特にバイポー
ラ型半導体集積回路装置におけるベースの電極引出部の
形成方法の改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to an improvement in a method for forming an electrode extension portion of a base in a bipolar semiconductor integrated circuit device.

[従来の技術] 一般にバイポーラ型半導体集積回路装置におけるトラン
ジスタは、pn接合分離、選択酸化技術を用いた酸化膜
分離、または3重拡散を用いる方法などによって電気的
に独立した島内に形成される。
[Prior Art] Generally, transistors in a bipolar semiconductor integrated circuit device are formed in electrically independent islands by pn junction isolation, oxide film isolation using selective oxidation technology, triple diffusion, or the like.

ここでは酸化膜分離法によってnpn トランジスタを
形成する方法について述べる。もちろん、これ以外の上
記各種分離法を用いる場合、さらにはpnpトランジス
タについても適用できるものである。
Here, a method for forming an npn transistor using an oxide film separation method will be described. Of course, when using the above-mentioned various separation methods other than this, it can also be applied to pnp transistors.

第5八図ないし第5E図は、従来の製造方法による主要
工程段階における半導体装置の断面構造図である。以下
第5A図〜第5E図を参照して従来の製造方法について
簡単に説明する。
FIGS. 58 to 5E are cross-sectional structural views of a semiconductor device at major process steps according to a conventional manufacturing method. The conventional manufacturing method will be briefly described below with reference to FIGS. 5A to 5E.

第5A図において、低不純物濃度のp型(+)−型)シ
リコン基板1にコレクタ埋込層となる高不純物濃度のn
型(n+型)層2が選択的に形成される。次にシリコン
基板1およびn“型層2の上にn′″型エピタキシャル
層3が形成される。
In FIG. 5A, a p-type (+)-type) silicon substrate 1 with a low impurity concentration and a high impurity concentration n
A type (n+ type) layer 2 is selectively formed. Next, an n''' type epitaxial layer 3 is formed on the silicon substrate 1 and the n'' type layer 2.

第5B図において、下敷酸化膜101および窒化膜20
1がn一層3上の所定の領域に形成される。窒化膜20
1をマスクとしてチャンネルカット用のp型層4が形成
され、次にp型層4のアニールと同時に、窒化膜201
をマスクとして厚い分離酸化膜102が選択酸化により
形成される。
In FIG. 5B, an underlying oxide film 101 and a nitride film 20
1 is formed in a predetermined area on the nth layer 3. Nitride film 20
1 as a mask, a p-type layer 4 for channel cutting is formed, and then, simultaneously with annealing of the p-type layer 4, a nitride film 201 is formed.
A thick isolation oxide film 102 is formed by selective oxidation using as a mask.

第5C図において、まず選択酸化用の、2りとして用い
た窒化膜201が下敷酸化膜101とともに除去される
。次に、改めてイオン注入保護用の酸化膜103が形成
され、フォトレジスト膜(この段階でのフォトレジスト
膜は図示せず)をマスクとして、外部ベース層となるp
+型層5が形成される。ざらに、上記フォトレジスト膜
を除去し、あらためてフォトレジスト膜301を所定の
形状に形成し、これをマスクとして活性ベース層となる
p型層6がイオン注入法により形成される。
In FIG. 5C, first, the nitride film 201 used as a second layer for selective oxidation is removed together with the underlying oxide film 101. Next, an oxide film 103 for protecting ion implantation is formed again, and a photoresist film (the photoresist film at this stage is not shown) is used as a mask to form the external base layer.
A + type layer 5 is formed. Roughly, the photoresist film 301 is removed, a photoresist film 301 is formed again in a predetermined shape, and using this as a mask, a p-type layer 6 that will become an active base layer is formed by ion implantation.

第5D図において、フォトレジスト膜301が除去され
、次に一般にリンガラス(PSG)であるパッシベーシ
ョン膜401が被着される。ベースイオン注入層5.6
のアニールとPSG膜4゜1の焼きしめどを兼ねた熱処
理を行なって、中間段階の外部ベース層51および活性
ベース層61が形成される。次に、PSGl1401の
予め定められた領域にエミッタ電極廟コンタクト孔7o
およびコレクタ電極用コンタクト孔8oが形成され、こ
のコンタクト孔70.80を介してイオン注入法により
エミツタ層となるべきn+型層7およびコレクタ電極取
出層となるべきn“型層8が形成される。
In FIG. 5D, photoresist film 301 is removed and then passivation film 401, typically phosphorus glass (PSG), is deposited. Base ion implantation layer 5.6
By performing a heat treatment that also serves as annealing and baking of the PSG film 4.1, an intermediate external base layer 51 and an active base layer 61 are formed. Next, an emitter electrode contact hole 7o is formed in a predetermined area of the PSGl 1401.
A contact hole 8o for collector electrode is formed, and an n+ type layer 7 to become an emitter layer and an n'' type layer 8 to become a collector electrode extraction layer are formed by ion implantation through this contact hole 70.80. .

第5E図において、各イオン注入層をアニールして、外
部ベース152および活性ベース層62が完成され、か
つエミツタ層71およびコレクタ電極取出層81が形成
される。各開孔50.70および80に電極の突抜は防
止(たとえばへ見と3iとの反応の防止)用の全島シリ
サイドL!!501が形成される。この金属シリサイド
膜501には、白金シリサイド(Pt −8i )、パ
ラジウムシリサイド(Pd −8i )などが用いられ
る。金属シリサイド膜501上にアルミニウム(,11
)のような低抵抗金属を用いてベース電極配線9゜エミ
ッタ電極配線10およびコレクタ電極配線11が形成さ
れる。
In FIG. 5E, each ion implantation layer is annealed to complete external base 152 and active base layer 62, and to form emitter layer 71 and collector electrode extraction layer 81. All-island silicide L to prevent electrode penetration into each opening 50, 70 and 80 (for example, to prevent reaction between Hemi and 3i)! ! 501 is formed. For this metal silicide film 501, platinum silicide (Pt-8i), palladium silicide (Pd-8i), or the like is used. Aluminum (,11
) is used to form a base electrode wiring 9°, an emitter electrode wiring 10, and a collector electrode wiring 11.

[発明が解決しようとする問題点] ところで、トランジスタの周波数特性はベース ・−コ
レクタ容量およびベース抵抗などに依存する。
[Problems to be Solved by the Invention] Incidentally, the frequency characteristics of a transistor depend on base-collector capacitance, base resistance, and the like.

したがって、トランジスタの周波数特性の向上を図るに
は、これらを小さくする必要がある。上述の従来の構造
におけるp+型外部ベース層52はベース抵抗を低下さ
せるために設けられている。
Therefore, in order to improve the frequency characteristics of the transistor, it is necessary to reduce these. The p+ type external base layer 52 in the conventional structure described above is provided to reduce base resistance.

しかし、この外部ベース層52はベース−コレクタ容量
を増大させるという欠点がある。
However, this external base layer 52 has the disadvantage of increasing base-collector capacitance.

第6図は従来の方法で製造されたトランジスタの平面パ
ターン図である。ベース抵抗は第6図に示されるエミツ
タ層71とベース電極取出用開孔50との距離り、に依
存する。従来の装置においては、ベース電極配線9とエ
ミッタ電極配線10との間隔と電極配線9.10のそれ
ぞれの開孔50.70からのはみ出し分との合計距離と
なっている。したがって、フォトエツチングの精度を向
上して電極配線間隔を小さくしても、上述のはみ出し分
はどうしても残る。また、第6図に示されるエミツタ層
71と分離酸化膜境界Aとの間のベース領域は非活性領
域であり、ベース−コレクタ容量を増大させる。この非
活性領域をなくすために、エミツタ層71が分離酸化膜
に接するウォールド・エミッタ構造とする方法がある。
FIG. 6 is a plan pattern diagram of a transistor manufactured by a conventional method. The base resistance depends on the distance between the emitter layer 71 and the base electrode extraction opening 50 shown in FIG. In the conventional device, the total distance is the distance between the base electrode wiring 9 and the emitter electrode wiring 10 and the protrusion of the electrode wiring 9.10 from the respective openings 50.70. Therefore, even if the precision of photoetching is improved and the spacing between the electrode wirings is reduced, the above-mentioned protrusion will inevitably remain. Further, the base region between the emitter layer 71 and the isolation oxide film boundary A shown in FIG. 6 is an inactive region, increasing the base-collector capacitance. In order to eliminate this inactive region, there is a method of forming a walled emitter structure in which the emitter layer 71 is in contact with the isolation oxide film.

しかしこの方法においても種々の欠点が生じる。However, this method also has various drawbacks.

第7八図ないし第7C図は、第6図のX−X線における
断面の一部を示す図である。以下、第7A図〜第7C図
を参照して従来のウォルド・エミッタ構造の問題点につ
いて説明する。
78 to 7C are views showing a part of the cross section taken along the line XX in FIG. 6. Hereinafter, problems with the conventional wold emitter structure will be explained with reference to FIGS. 7A to 7C.

第7A図はベース形成のために7オトレジスト1130
1をマスクとして、p型不純物であるボロンを注入した
状態を示す。次に、コンタクトホールを形成するために
エミッタ領域7上の酸化膜103を除去する必要がある
。しかし、このウォールド・エミッタ構造においては、
第7B図に示されるように、分離酸化膜102の境界A
が酸化膜除去時にオーバエツチングされ、エミッタ領域
が第7C図に8で示されるように深くなる。この結果、
電流増幅率の制御性の低下、ざらには第7C図に示され
る部分Bのところでエミッターコレクタ間のショートが
生ずる危険性が大きい。
FIG. 7A shows 7 otresist 1130 for base formation.
1 as a mask, the state in which boron, which is a p-type impurity, is implanted is shown. Next, it is necessary to remove the oxide film 103 on the emitter region 7 to form a contact hole. However, in this walled emitter structure,
As shown in FIG. 7B, the boundary A of the isolation oxide film 102
When the oxide film is removed, the emitter region is overetched and the emitter region becomes deeper as shown at 8 in FIG. 7C. As a result,
There is a great risk that the controllability of the current amplification factor will deteriorate, and that a short circuit will occur between the emitter and the collector at the portion B shown in FIG. 7C.

ざらに、ベース抵抗を減少させる方法として、第8図に
示されるようなダブル・ベース構造とすることが多々あ
る。しかし従来方法においては、ベース電極取出などで
ベース領域が増大し、かえってベース−コレクタ容量の
増大を招くという欠点がある。
Generally speaking, as a method of reducing base resistance, a double base structure as shown in FIG. 8 is often used. However, the conventional method has the disadvantage that the base area increases due to extraction of the base electrode, which results in an increase in base-collector capacitance.

それゆえ、この発明の目的は上述の欠点を除去し、ベー
ス抵抗およびベース−コレクタ容量を低下させ、周波数
特性の良好な半導体装置を得ることが可能な半導体装置
の製造方法を提供することである。
Therefore, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can eliminate the above-mentioned drawbacks, reduce base resistance and base-collector capacitance, and obtain a semiconductor device with good frequency characteristics. .

[問題点を解決するための手段コ この発明における半導体装置の製造方法は、エミッタ領
域となる半導体基板領域上にエミッタ領域形成用の不純
物拡散源を有するポリシリコン膜を形成し、ベース領域
を一部このポリシリコン膜を介してイオン注入して形成
し、次にこのポリシリコン膜を用いてエミッタ領域を自
己整合的にベース領域内に形成する。さらに、自己整合
的にエミッタ領域上のポリシリコン膜とベース電極取出
領域との間に絶縁膜を形成してベース−エミッタ電極間
を絶縁し、さらに自己整合的にベース電極取出領域を形
成する。
[Means for Solving the Problems] In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a polysilicon film having an impurity diffusion source for forming an emitter region is formed on a semiconductor substrate region that will become an emitter region, and a base region is uniformly formed. This polysilicon film is then used to form an emitter region within the base region in a self-aligned manner. Furthermore, an insulating film is formed in a self-aligned manner between the polysilicon film on the emitter region and the base electrode lead-out region to insulate the base-emitter electrode, and furthermore, the base electrode lead-out region is formed in a self-aligned manner.

[作用] 自己整合的にベース領域内にエミッタ領域を形成してド
るので、エミッタ領域拡散源となり、かつ金属電極に接
続されるポリシリコン膜のバターニングマスクによって
自己整合的にエミッターポリシリコン膜周辺に最小のベ
ース電極取出領域が形成される。
[Operation] Since the emitter region is formed in the base region in a self-aligned manner, the emitter polysilicon film is formed in a self-aligned manner by the patterning mask of the polysilicon film that serves as an emitter region diffusion source and is connected to the metal electrode. A minimum base electrode extraction area is formed at the periphery.

また、エミッタ領域上のシリコン膜とベース領域上の金
属配線との間には絶縁膜が介在するだけであるので、エ
ミッターベース間隔はほぼこの絶縁膜の膜厚となり小さ
くなる。
Further, since only an insulating film is interposed between the silicon film on the emitter region and the metal wiring on the base region, the emitter-base distance becomes small due to the thickness of this insulating film.

さらに、不純物拡散源となるポリシリコン膜からの不純
物をエミッタ領域となるべき領域に拡散してエミッター
域を形成しているので、エミッタ領域形成時のイオン注
入用にコンタクト孔を形成する必要がない。したがって
、エミッタ領域上の酸化膜を除去する必要がなく、分離
酸化膜境界でのオーバーエツチングは生じることはない
ので、エミッタ領域とベース領域とがほぼ平行な状態で
分離領域に接するようになる。
Furthermore, since the emitter region is formed by diffusing impurities from the polysilicon film, which serves as an impurity diffusion source, into the region that is to become the emitter region, there is no need to form a contact hole for ion implantation when forming the emitter region. . Therefore, there is no need to remove the oxide film on the emitter region, and no over-etching occurs at the boundary of the isolation oxide film, so that the emitter region and base region contact the isolation region in a substantially parallel state.

[発明の実施例] 第1八図ないし第1J図はこの発明の一実施例による半
導体装置の製造方法の主要工程段階における断面図であ
る。以下、第1八図ないし第1J図を参照してこの発明
の一実施例である半導体装置の製造方法について説明す
る。
[Embodiment of the Invention] FIGS. 18 to 1J are cross-sectional views at main process steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the invention. Hereinafter, a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 18 to 1J.

第1A図を参照する。p−型シリコン基板1の所定の領
域にn+型コレクタ埋込層2.n−型エピタキシャル層
3.チヤンネルカツト用のp型層4、分離酸化膜102
.コレクタ電極取出領域となるn+拡散層8が形成され
る。この各領域の形成は、第5A図および第5B図に示
される従来と同様の方法を用いて行なわれる。次に第5
B図に示される下敷酸化11101および窒化膜201
が除去された後、ポリシリコン膜600.窒化v142
02および酸化膜104がこの順に半導体基板1の表面
上に形成される。次に、予め定められたパターン形状を
有するレジスト膜303をマスクとして、ポリシリコン
膜600.窒化膜202および酸化Il!104からな
る多層膜をエツチングする。
See Figure 1A. An n+ type collector buried layer 2. is formed in a predetermined region of the p- type silicon substrate 1. n-type epitaxial layer 3. P-type layer 4 for channel cut, isolation oxide film 102
.. An n+ diffusion layer 8 which becomes a collector electrode extraction region is formed. The formation of each region is performed using a method similar to the conventional method shown in FIGS. 5A and 5B. Next, the fifth
Underlying oxide 11101 and nitride film 201 shown in Figure B
After the polysilicon film 600. is removed, the polysilicon film 600. nitriding v142
02 and oxide film 104 are formed in this order on the surface of semiconductor substrate 1. Next, using the resist film 303 having a predetermined pattern shape as a mask, the polysilicon film 600. Nitride film 202 and oxide Il! A multilayer film consisting of 104 layers is etched.

このバターニングにより、後にコレクタ電極取出層およ
びエミツタ層となる領域にのみ、酸化膜104、窒化1
!202.ポリシリコン層600が残される。
By this patterning, the oxide film 104 and the nitride film 104 are formed only in the regions that will later become the collector electrode extraction layer and the emitter layer.
! 202. A polysilicon layer 600 remains.

第1B図を参照する。上述の工程で多層膜のバターニン
グに用いられたレジスト膜303をマスクとして、多層
膜に含まれる酸化1!104の側壁のみをサイドエツチ
ングする。この結果、酸化膜104はポリシリコン膜6
00および窒化膜202より内側に後退する。
See Figure 1B. Using the resist film 303 used for patterning the multilayer film in the above-described process as a mask, only the side walls of the oxidized 1!104 included in the multilayer film are side etched. As a result, the oxide film 104 is replaced by the polysilicon film 6.
00 and retreats inward from the nitride film 202.

第1C図において、窒化1202をマスクとして選択酸
化を行なって、酸化膜105が半導体基板表面上の所定
の領域に形成される。
In FIG. 1C, selective oxidation is performed using nitride 1202 as a mask to form an oxide film 105 in a predetermined region on the surface of the semiconductor substrate.

第1D図において、酸化M104をマスクとしてエツチ
ングを行なって窒化膜202をバターニングする。この
とき、窒化膜202の下地のポリシリコン層600も一
部膜厚エッチングされて、窒化膜202よりはみ出した
部分は薄くされる。
In FIG. 1D, the nitride film 202 is buttered by etching using the oxide M104 as a mask. At this time, a portion of the polysilicon layer 600 underlying the nitride film 202 is etched to a certain thickness, and the portion protruding from the nitride film 202 is thinned.

これは、次工程における酸化膜形成時に容易にこの部分
(薄(なったポリシリコン層)を酸化して酸化膜を形成
できるようにするためである。
This is to make it possible to easily oxidize this portion (thin polysilicon layer) to form an oxide film when forming an oxide film in the next step.

第1E図を参照する。酸化膜104が除去された後、窒
化膜202をマスクとする選択酸化により、酸化膜10
6がポリシリコン膜600と酸化膜105との間の半導
体基板表面上に形成される。
See Figure 1E. After the oxide film 104 is removed, the oxide film 10 is removed by selective oxidation using the nitride film 202 as a mask.
6 is formed on the surface of the semiconductor substrate between polysilicon film 600 and oxide film 105.

このとき、選択酸化は、薄(されたポリシリコン膜60
0のみならずその下のn−型半導体領域3も若干酸化さ
れる程度に行なわれる。酸化膜106はポリシリコンm
600の側壁を覆う。
At this time, the selective oxidation is performed on the thin (thinned) polysilicon film 60.
This is done to the extent that not only the oxidation layer 0 but also the n-type semiconductor region 3 below it is slightly oxidized. The oxide film 106 is polysilicon m
Covers 600 side walls.

第1F図において、まず窒化膜202が除去される。次
に、酸化膜106をマスクとしてポリシリコン層600
にn+型不純物を導入し、不純物含有ポリシリコン!1
1601が形成される。これにより、ポリシリコン膜6
01はエミッタ領域形成用の不純物拡散源となる。
In FIG. 1F, the nitride film 202 is first removed. Next, a polysilicon layer 600 is formed using the oxide film 106 as a mask.
Introducing n+ type impurities into impurity-containing polysilicon! 1
1601 is formed. As a result, the polysilicon film 6
01 serves as an impurity diffusion source for forming an emitter region.

第1G図において、酸化膜106が除去された侵、p型
不純物がイオン注入され、イオン注入層52’ 、51
,52.53が形成される。このとき、酸化膜106が
除去された部分のn−型半導体領域が外部ベース層とな
る。一方、酸化膜105はベース領域とコレクタ領域と
を分離するために残される。このため、酸化膜105は
第1C図における選択酸化において1μ−と厚く、かつ
酸化膜106は第1E図における選択酸化において20
0〜300n−と薄く形成される。また、コレクタ電極
取出領域にイオン注入して形成される0層52’ 、5
2はコレクタ電極取出用のn1拡散層8により、はとん
ど無視できる不純物量であり、コレクタ電極取出拡散層
8にほとんど影響を及ぼさない。また、ポリシリコン膜
602の下の活性ベース層となるべきイオン注入領域は
、ポリシリコン層602を介してp型不純物がイオン注
入されるので、外部ベース層となるべき領域53に比べ
浅く形成される。
In FIG. 1G, after the oxide film 106 is removed, p-type impurities are ion-implanted, and the ion-implanted layers 52', 51
, 52.53 are formed. At this time, the n-type semiconductor region from which the oxide film 106 has been removed becomes an external base layer. On the other hand, oxide film 105 is left to separate the base region and collector region. Therefore, the oxide film 105 is as thick as 1 μ- in the selective oxidation shown in FIG. 1C, and the oxide film 106 is as thick as 2 μ- in the selective oxidation in FIG.
It is formed as thin as 0 to 300 n-. Additionally, 0 layers 52' and 5 are formed by ion implantation into the collector electrode extraction region.
2 is an almost negligible amount of impurity due to the n1 diffusion layer 8 for taking out the collector electrode, and has almost no effect on the diffusion layer 8 for taking out the collector electrode. Furthermore, the ion-implanted region below the polysilicon film 602, which should become the active base layer, is formed shallower than the region 53, which should become the external base layer, because the p-type impurity is ion-implanted through the polysilicon layer 602. Ru.

第1H図において、p型不純物イオン注入層のアニーリ
ングおよびポリシリコン膜602からのn+型不純物の
シリコン基板3への拡散が同時に行なわれる。この結果
、エミッタ領域7が自己整合的に形成されるとともに、
外部ベース領域54が活性ベース領域6よりも若干深く
かつ低抵抗に形成サレル。次に低21!(800℃〜9
00℃程度)での酸化を行ない、n十型ポリシリコン膜
603゜604上に厚い酸化膜107が、p+型シリコ
ン基板54上に薄い酸化膜108が各々形成される。
In FIG. 1H, annealing of the p-type impurity ion-implanted layer and diffusion of the n+-type impurity from the polysilicon film 602 into the silicon substrate 3 are performed simultaneously. As a result, the emitter region 7 is formed in a self-aligned manner, and
External base region 54 is formed to be slightly deeper and lower in resistance than active base region 6. Next is low 21! (800℃~9
A thick oxide film 107 is formed on the n+ type polysilicon film 603, 604, and a thin oxide film 108 is formed on the p+ type silicon substrate 54.

これは、n型不純物のリンまたは砒素などを高濃度に含
むシリコン、ポリシリコンにおいては、低温はど増速酸
化が行なわれるというよく知られた事実を利用している
This utilizes the well-known fact that enhanced oxidation occurs at low temperatures in silicon and polysilicon containing a high concentration of n-type impurities such as phosphorus or arsenic.

第1■図において、ポリシリコン膜603.604上に
形成された酸化膜107.108に異方性エツチング<
RIE)を行なって、外部ベース領域54上の薄い酸化
膜108が除去される。ここで、ベース電極のエミツタ
層7へのショートを防止する方法として、第1H図に示
される全表面上に窒化膜203を被着させ、異方性エツ
チングによってポリシリコン膜603の側壁にのみ窒化
膜203を残した後に、再びRIE法を用いて酸化膜1
08を除去して、ポリシリコン膜603側壁に酸化膜−
窒化膜を残す方法があり、第1■図にはこの状態が示さ
れる。
In FIG. 1, oxide films 107 and 108 formed on polysilicon films 603 and 604 are anisotropically etched.
The thin oxide film 108 on the extrinsic base region 54 is removed by RIE. Here, as a method for preventing short circuits of the base electrode to the emitter layer 7, a nitride film 203 is deposited on the entire surface shown in FIG. 1H, and only the side walls of the polysilicon film 603 are nitrided by anisotropic etching. After leaving the film 203, the oxide film 1 is formed again using the RIE method.
08 is removed and an oxide film is formed on the side wall of the polysilicon film 603.
There is a method of leaving the nitride film, and this state is shown in FIG.

第1J図において、まず、コレクタ電極取出領域8上の
厚い酸化膜108が除去される。次に、予め定められた
領域に選択エツチングが施され、エミッタ電極用コンタ
クト孔70(第1J図には図示せず)およびコレクタ電
極用コンタクト孔80が形成される。次に、たとえばA
fLなどの低抵抗金属を用いてベース電極配線9.エミ
ッタ電極配線10(第1J図には図示せず)およびコレ
クタ電極配線11がそれぞれ形成される。第1J図から
見られるように、エミッターベース間間隔は、はぼポリ
シリコン膜603側壁の酸化膜107と窒化膜203と
の膜厚であって、ベース抵抗は非常に小さくなっている
In FIG. 1J, first, the thick oxide film 108 on the collector electrode extraction region 8 is removed. Next, selective etching is performed in a predetermined region to form an emitter electrode contact hole 70 (not shown in FIG. 1J) and a collector electrode contact hole 80. Then, for example, A
Base electrode wiring using low resistance metal such as fL9. Emitter electrode wiring 10 (not shown in FIG. 1J) and collector electrode wiring 11 are formed, respectively. As seen from FIG. 1J, the emitter-base spacing is approximately the thickness of the oxide film 107 and nitride film 203 on the sidewalls of the polysilicon film 603, and the base resistance is extremely small.

第2図は上述の発明の一実施例において製造されたトラ
ンジスタの平面パターン図であり、第6図に示される従
来法のトランジスタの平面パターン図に対応するもので
ある。第2図に示されるように、エミッタ電極配線10
につながるポリシリコン膜603は、エミッタ領域7の
拡散源となっているから、図中のAのところでエミッタ
領域7が分離酸化膜102に接することになる。また、
第7図に示される従来の方法と興なり、エミッタ領域7
はポリシリコン膜603からの不純物拡散により自己整
合的に形成されるので、ベース領域が分離酸化1!10
2近傍でオーバーエツチングされて狭くなることはない
。すなわち、第3図に示されるように、エミッタ領域7
0と活性ベース領域6とはポリシリコン膜603を介し
て同時に形成されるので、はぼ平行であり、ベース幅は
一定である。したがって、ベース面積は、エミッターベ
ース電極間のはみだし領域がなくなっていることと、ベ
ース電極取出領域が自己整合的に最小面積で形成されて
いることと併せて大幅に小さくなり、ベース−コレクタ
容量が低減される。また、第2図に見られるように、ベ
ース電極配線9はエミッタ領域7の三方周囲に形成され
ているので、自動的にダブル・ベース構造となっており
、ベースtIA域の増大をもたらすことなく、ベース抵
抗が大幅に低減される。
FIG. 2 is a plane pattern diagram of a transistor manufactured in one embodiment of the above-described invention, and corresponds to the plane pattern diagram of a conventional transistor shown in FIG. As shown in FIG. 2, emitter electrode wiring 10
Since the polysilicon film 603 connected to the polysilicon film 603 serves as a diffusion source for the emitter region 7, the emitter region 7 comes into contact with the isolation oxide film 102 at point A in the figure. Also,
Conventional method and development shown in FIG. 7, emitter region 7
is formed in a self-aligned manner by impurity diffusion from the polysilicon film 603, so that the base region is isolated and oxidized 1!10
It will not become narrow due to overetching in the vicinity of 2. That is, as shown in FIG.
Since active base region 6 and active base region 6 are formed at the same time via polysilicon film 603, they are substantially parallel and the base width is constant. Therefore, the base area is significantly reduced due to the elimination of the protruding area between the emitter and base electrodes, and the fact that the base electrode extraction area is formed with the minimum area in a self-aligned manner, and the base-collector capacitance is reduced. reduced. Furthermore, as seen in FIG. 2, since the base electrode wiring 9 is formed around the three sides of the emitter region 7, a double base structure is automatically formed, without causing an increase in the base tIA area. , the base resistance is significantly reduced.

なお、他の実施例として、第4図に示されるように、コ
レクタ電極取出領域形成用のn型不純物拡散を行なう代
わりに、第1G図に示される工程において゛レジスト膜
304をマスクとして、ベース領域の酸化11106を
除去した後、選択的にp型不純物注入を行ない、アニー
ル処理を行なう。
As another example, instead of performing the n-type impurity diffusion for forming the collector electrode extraction region as shown in FIG. 4, in the step shown in FIG. After removing the oxide 11106 in the region, p-type impurity is selectively implanted and annealing is performed.

この結果、n型不純物が注入されたポリシリコン116
04からn型不純物が拡散して電極取出層を形成するこ
とができる。
As a result, the polysilicon 116 implanted with n-type impurities
An n-type impurity can be diffused from 04 to form an electrode extraction layer.

また言うまでもないが、この発明はpnp トランジス
タの製造にも適用できるものである。
Needless to say, the present invention can also be applied to the manufacture of pnp transistors.

[発明の効果] 以上のように、この発明によれば、エミッタ領域上のシ
リコン膜とベース領域上の金属電極膜間には絶縁膜が介
在するだけであるので、エミッターベース間隔を実効的
に小さくでき、その結果ベース抵抗が小さくなって半導
体装置の周波数特性が向上する。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, since only an insulating film is interposed between the silicon film on the emitter region and the metal electrode film on the base region, the emitter-base spacing can be effectively reduced. As a result, the base resistance is reduced and the frequency characteristics of the semiconductor device are improved.

また、エミッタ領域形成用の不純物をエミッタ傾城とな
るべき領域にポリシリコン膜を拡散源として不純物拡散
してエミッタ領域を形成し、これと同時にベース領域形
成用の不純物をざらに半導体基板に拡散してベース領域
を完成させているので、分離領域境界がオーバエツチン
グされることがなく、エミッタ領域とベース領域とをほ
ぼ平行な状態で分離酸化m領域に接するようにすること
ができる。
In addition, the emitter region is formed by diffusing impurities for forming the emitter region into the region that is to become the emitter slope using the polysilicon film as a diffusion source, and at the same time, the impurities for forming the base region are roughly diffused into the semiconductor substrate. Since the base region is completed using the same method, the boundary of the isolation region is not over-etched, and the emitter region and the base region can be brought into contact with the isolation oxidized m region in a substantially parallel state.

また、ベース電極取出領域がエミッタ領域形成のパター
ンに対し自己整合的に最小面積で形成されるので、非活
性ベース領域が大幅に低減される。
Furthermore, since the base electrode lead-out region is formed with the minimum area in self-alignment with the pattern for forming the emitter region, the inactive base region is significantly reduced.

さらに、第1A図のレジスト膜303のパターン寸法か
らサイドエツチングおよび選択酸化時のいわゆるバード
ビークの食込みによって、エミツタ層を形成するポリシ
リコン11603のパターン寸法は1/3以下になるの
で、容墨にサブミクロン幅のエミッタ領域を実現するこ
とができる。以上のようにして、周波数特性が向上した
半導体集積回路装置の製造が可能となる。
Furthermore, the pattern size of the polysilicon 11603 forming the emitter layer is reduced to 1/3 or less from the pattern size of the resist film 303 shown in FIG. Micron wide emitter regions can be realized. In the manner described above, it is possible to manufacture a semiconductor integrated circuit device with improved frequency characteristics.

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

第1八図ないし11J図はこの発明の一実施例による製
造方法の主要工程段階における断面構造を示す図である
。第2図はこの発明の方法で製造されたトランジスタの
平面パターン図である。第3図はこの発明における半導
体装置の分離酸化膜境界近傍の断面模式図である。第4
図はこの発明の他の実施例である半導体装置の製造方法
における断面構造図である。第5八図ないし第5E図は
従来の製造方法の主要工程段階における半導体装置の状
態を示す断面図である。第6図は従来方法で製造された
トランジスタの平面パターン図である。第7八図ないし
第7C図は従来方法でエミツタ層を分離酸化膜に接する
ように形成した場合における分離酸化膜近傍の断面模式
図である。第8図は従来方法で製造されたダブル・ベー
ス構造のトランジスタの平面パターン図である。 図において、1はp−型シリコン基板、2はnゝ型コレ
クタ埋込層、3はn−型エピタキシャル層、5は外部ベ
ース層となるべき領域、52.54は外部ベース領域、
6.62は活性ベース領域、7.71はエミッタ領域、
8,81はコレクタ電極取出領域、9はベース電極配線
、10はエミッタ電極配線、11はコレクタ電極配線、
5oはベース電極用コンタクト孔、70はエミッタ電極
用コンタクト孔、80はフレフタ電極用コンタクト孔、
102は分tIIW1化膜、103,104,105.
106,107.108!*酸化膜、2o1゜202.
203は窒化寝、303.304はフォトレジスト膜、
401はパッシベーション膜、600.601,602
,603.604はポリシリコン膜である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人   大  岩  増  雄 第1AI2] 第10図 尭1D図 第1E団 第1G図 第1HUfU 第1j図 tt:コレ7P+、&1itJtL       tp
)text;r、’2y)sン#第3図 第4図    l 第5A図 工5B1月 課5C@ 叉5し母 手続補正書(自発) 16オ。vlも 1昌
FIGS. 18 to 11J are diagrams showing cross-sectional structures at main process steps of a manufacturing method according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan pattern diagram of a transistor manufactured by the method of the present invention. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the semiconductor device in the present invention near the isolation oxide film boundary. Fourth
The figure is a cross-sectional structural diagram of a method for manufacturing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention. FIGS. 58 to 5E are cross-sectional views showing the state of a semiconductor device at main process steps of a conventional manufacturing method. FIG. 6 is a plan pattern diagram of a transistor manufactured by a conventional method. FIGS. 78 to 7C are schematic cross-sectional views of the vicinity of the isolation oxide film when the emitter layer is formed in contact with the isolation oxide film by the conventional method. FIG. 8 is a plan pattern diagram of a transistor with a double base structure manufactured by a conventional method. In the figure, 1 is a p-type silicon substrate, 2 is an n-type collector buried layer, 3 is an n-type epitaxial layer, 5 is a region to be an external base layer, 52 and 54 are external base regions,
6.62 is the active base region, 7.71 is the emitter region,
8 and 81 are collector electrode extraction areas, 9 is a base electrode wiring, 10 is an emitter electrode wiring, 11 is a collector electrode wiring,
5o is a contact hole for the base electrode, 70 is a contact hole for the emitter electrode, 80 is a contact hole for the flutter electrode,
102 is a tIIW1 film, 103, 104, 105.
106,107.108! *Oxide film, 2o1°202.
203 is a nitrided layer, 303.304 is a photoresist film,
401 is a passivation film, 600.601, 602
, 603 and 604 are polysilicon films. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts. Agent Masuo Oiwa 1st AI2] Fig. 10 Takashi 1D Fig. 1E Group 1G Fig. 1HUfU Fig. 1j tt: Kore 7P+, &1itJtL tp
) text; vl is also 1sho

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)第1導電型の半導体基板上に形成され、かつエミ
ッタ領域、コレクタ領域およびベース領域を備える半導
体装置の製造方法であって、前記半導体装置は分離領域
により隣接する半導体装置と電気的に絶縁されており、 前記半導体基板表面上の予め定められた領域に、ポリシ
リコン膜、窒化膜および酸化膜がこの順に堆積されてな
る多層膜を形成する第1のステップと、 前記多層膜に含まれる酸化膜のみをサイドエッチングし
て前記窒化膜および前記シリコン膜より内側に後退させ
る第2のステップと、 前記窒化膜をマスクとして選択酸化を行なって前記半導
体基板上の予め定められた領域に第1の酸化膜を形成す
る第3のステップと、 前記サイドエッチングされた酸化膜をマスクとして前記
窒化膜およびポリシリコン膜を選択的にエッチング除去
する第4のステップと、 前記選択的にエッチングされた窒化膜をマスクとして選
択酸化を行なつて、前記ポリシリコン膜と前記第1酸化
膜との間の前記半導体基板表面上に第2の酸化膜を形成
する第5のステップと、前記第2の酸化膜をマスクとし
て、前記第1導電型の不純物を前記ポリシリコン膜に導
入する第6のステップと、 前記ベース領域の電極取出部となる領域上の前記第2の
酸化膜を除去する第7のステップと、前記ベース領域と
なるべき領域に、第2導電型の不純物を導入する第8の
ステップと、 前記半導体基板に加熱処理を施して、前記ポリシリコン
膜から前記第1導電型の不純物を前記エミッタ領域とな
るべき領域へ拡散して前記エミッタ領域を形成し、かつ
同時に前記ベース領域を完成する第9のステップと、 前記半導体基板に低温酸化処理を施して、前記エミッタ
領域に接続されるポリシリコン膜の側壁および上表面に
第3の酸化膜を形成する第10のステップと、 前記ポリシリコン膜上の予め定められた領域に形成され
る前記第3の酸化膜を貫通する開孔を通してエミッタ電
極を形成し、かつ前記半導体基板上の予め定められた領
域上にベース電極およびコレクタ電極となる電極配線を
各々設ける第11のステップとを含む半導体装置の製造
方法。
(1) A method for manufacturing a semiconductor device formed on a semiconductor substrate of a first conductivity type and comprising an emitter region, a collector region, and a base region, wherein the semiconductor device is electrically connected to an adjacent semiconductor device by a separation region. a first step of forming a multilayer film which is insulated and is made up of a polysilicon film, a nitride film, and an oxide film deposited in this order on a predetermined region on the surface of the semiconductor substrate; a second step of side-etching only the oxide film to be retreated inward from the nitride film and the silicon film; and performing selective oxidation using the nitride film as a mask to form a oxide film in a predetermined region on the semiconductor substrate. a fourth step of selectively etching and removing the nitride film and the polysilicon film using the side-etched oxide film as a mask; a fifth step of performing selective oxidation using a nitride film as a mask to form a second oxide film on the surface of the semiconductor substrate between the polysilicon film and the first oxide film; a sixth step of introducing impurities of the first conductivity type into the polysilicon film using an oxide film as a mask; and a seventh step of removing the second oxide film on a region of the base region that will become an electrode extraction portion. an eighth step of introducing a second conductivity type impurity into the region to become the base region; and heating the semiconductor substrate to remove the first conductivity type impurity from the polysilicon film. a ninth step of diffusing the semiconductor substrate into a region to become the emitter region to form the emitter region and simultaneously completing the base region; a tenth step of forming a third oxide film on the sidewalls and top surface of the polysilicon film; and an opening penetrating the third oxide film formed in a predetermined region on the polysilicon film. an eleventh step of forming an emitter electrode through the semiconductor substrate, and providing electrode wires serving as a base electrode and a collector electrode on predetermined regions on the semiconductor substrate.
(2)前記第10のステップと前記第11のステップと
の間において、前記エミッタ領域に接続されるポリシリ
コン膜に形成された第3の酸化膜の側壁にさらに窒化膜
を形成するステップを備える、特許請求の範囲第1項記
載の半導体装置の製造方法。
(2) between the tenth step and the eleventh step, further comprising the step of forming a nitride film on the sidewall of the third oxide film formed on the polysilicon film connected to the emitter region; , a method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1.
JP7768285A 1985-04-10 1985-04-10 Manufacture of semiconductor device Granted JPS61234564A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7768285A JPS61234564A (en) 1985-04-10 1985-04-10 Manufacture of semiconductor device
GB08604500A GB2175136B (en) 1985-04-10 1986-02-24 Semiconductor manufacturing method
US06/833,327 US4728618A (en) 1985-04-10 1986-02-25 Method of making a self-aligned bipolar using differential oxidation and diffusion

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7768285A JPS61234564A (en) 1985-04-10 1985-04-10 Manufacture of semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61234564A true JPS61234564A (en) 1986-10-18
JPH0418461B2 JPH0418461B2 (en) 1992-03-27

Family

ID=13640660

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7768285A Granted JPS61234564A (en) 1985-04-10 1985-04-10 Manufacture of semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61234564A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS622657A (en) * 1985-06-28 1987-01-08 Mitsubishi Electric Corp Manufacture of semiconductor device
CN110120344A (en) * 2019-04-09 2019-08-13 上海华虹宏力半导体制造有限公司 A method of self-alignment structure is realized with silicon nitride spacer in germanium silicium HBT

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS622657A (en) * 1985-06-28 1987-01-08 Mitsubishi Electric Corp Manufacture of semiconductor device
JPH0466380B2 (en) * 1985-06-28 1992-10-23 Mitsubishi Electric Corp
CN110120344A (en) * 2019-04-09 2019-08-13 上海华虹宏力半导体制造有限公司 A method of self-alignment structure is realized with silicon nitride spacer in germanium silicium HBT

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0418461B2 (en) 1992-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4839305A (en) Method of making single polysilicon self-aligned transistor
US4412378A (en) Method for manufacturing semiconductor device utilizing selective masking, etching and oxidation
JPH0418463B2 (en)
US5019523A (en) Process for making polysilicon contacts to IC mesas
JPH0812865B2 (en) Bipolar transistor and manufacturing method thereof
JPH0241170B2 (en)
US4691436A (en) Method for fabricating a bipolar semiconductor device by undercutting and local oxidation
JPH0611053B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
US4407059A (en) Method of producing semiconductor device
US4728618A (en) Method of making a self-aligned bipolar using differential oxidation and diffusion
JPS61234564A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH0136710B2 (en)
JPH0418462B2 (en)
JPS6286753A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH0466380B2 (en)
JPS6286758A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH05190778A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH0437581B2 (en)
JPH0157506B2 (en)
JP2567867B2 (en) Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device
JPS6336567A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JPS5989459A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH0136709B2 (en)
JPH0130310B2 (en)
JPS629226B2 (en)