JPS6140145B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6140145B2 JPS6140145B2 JP53082009A JP8200978A JPS6140145B2 JP S6140145 B2 JPS6140145 B2 JP S6140145B2 JP 53082009 A JP53082009 A JP 53082009A JP 8200978 A JP8200978 A JP 8200978A JP S6140145 B2 JPS6140145 B2 JP S6140145B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- emitter
- polycrystalline silicon
- silicon film
- substrate
- 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.)
- Expired
Links
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 31
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 19
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 18
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 18
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 17
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 16
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 22
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 10
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 8
- 241000293849 Cordylanthus Species 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Bipolar Transistors (AREA)
- Element Separation (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
バイポーラ集積回路製造において、分離領域を
絶縁材料特に酸化珪素により形成する方法は、分
離領域をPN接合により形成する方法と比較して
集積度を上げ、且つ寄生容量を減ずる効果がある
ことが知られている。酸化珪素による分離法の中
で通常のNPNトランジスタを形成する際、エミ
ツタ領域を少なくとも部分的に酸化珪素(酸化
膜)に隣接させるとともに、この他の領域も少な
くとも部分的に酸化膜に隣接させる方法は、アイ
ソプレーナー、或いはウオールドエミツタと呼
ばれ極めて小型のトランジスタの製造が可能であ
る。本発明はウオールドエミツタにより製造され
た集積回路の高性能化を図るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In bipolar integrated circuit manufacturing, a method of forming an isolation region using an insulating material, particularly silicon oxide, increases the degree of integration and reduces parasitic capacitance compared to a method of forming an isolation region using a PN junction. It is known to be effective. When forming a normal NPN transistor using a silicon oxide isolation method, the emitter region is at least partially adjacent to silicon oxide (oxide film), and other regions are also at least partially adjacent to the oxide film. This is called an isoplanar or wall emitter, and it is possible to manufacture extremely small transistors. The present invention aims to improve the performance of integrated circuits manufactured using wall emitters.
本発明の技術を用いると、ウオールドエミツタ
構造でNPNトランジスタを製造する場合、発生
し易いコレクタ−エミツタ短絡の防止に有効であ
り且つ、活性ベース接合深さの制御性を向上させ
ることによりトランジスタ特性、具体的にはhfe
特性の向上を図り、更に高速論理素子を製造する
場合には従来技術を用いたマスク合せ工程と比較
して、2回分工程を減ずることが可能である。従
来の半導体装置の製造方法を第1図A〜第1図E
に示す。第1図A〜第1図Eに於て、1は半導体
基板、2はN+型埋込層、3はP+型プレアイソレ
ーシヨン領域、4,4A,4BはN型エピタキシ
ヤル層、5は酸化膜、6は窒化膜、7は分離領域
に設けた溝部、8は酸化膜、9は酸化膜の隆起
部、10は酸化膜の端縁部分、11はデイープコ
レクタ領域、12は不活性ベース領域、13は活
性ベース領域、14はエミツタ領域、15はコレ
クタ領域、16はエミツタ及びベース領域の端部
である。 The technology of the present invention is effective in preventing collector-emitter short circuits that tend to occur when manufacturing NPN transistors with a wall-emitter structure, and improves the controllability of the active base junction depth. properties, specifically hfe
When manufacturing high-speed logic elements with improved characteristics, it is possible to reduce the number of steps by two compared to the mask alignment process using the conventional technology. A conventional method for manufacturing a semiconductor device is shown in FIGS. 1A to 1E.
Shown below. 1A to 1E, 1 is a semiconductor substrate, 2 is an N + type buried layer, 3 is a P + type pre-isolation region, 4, 4A, 4B are N type epitaxial layers, 5 is an oxide film, 6 is a nitride film, 7 is a groove provided in the isolation region, 8 is an oxide film, 9 is a raised part of the oxide film, 10 is an edge portion of the oxide film, 11 is a deep collector region, and 12 is an uncircumcised region. An active base region, 13 is an active base region, 14 is an emitter region, 15 is a collector region, and 16 is an end of the emitter and base regions.
先ず第1図Aに示すようにP型半導体基板1
に、N+型埋込層2を形成し、その後P+型プレア
イソレーシヨン領域3を形成する。このプレアイ
ソレーシヨン領域3は、後に酸化処理を行なうこ
とにより形成される絶縁酸化物の一部とともに、
分離領域を形成するためのものである。次に全面
の酸化物を除去した後、半導体基板1上にN型エ
ピタキシヤル層4を堆積する。次にエピタキシヤ
ル層4の表面上に、例えば700Åの緩衝用酸化膜
5を形成し、さらに酸化膜5上に耐酸化マスクと
なる窒化膜6を堆積後、分離領域の酸化膜及び窒
化膜を剥離し、開口部を設けてから酸化処理後の
半導体基板が、ほぼ平坦となるように半導体基板
をエツチングして溝7を形成する。 First, as shown in FIG. 1A, a P-type semiconductor substrate 1 is
First, an N + type buried layer 2 is formed, and then a P + type pre-isolation region 3 is formed. This pre-isolation region 3, together with a part of the insulating oxide that will be formed by performing oxidation treatment later,
This is for forming a separation region. Next, after removing the oxide over the entire surface, an N-type epitaxial layer 4 is deposited on the semiconductor substrate 1. Next, a buffer oxide film 5 with a thickness of, for example, 700 Å is formed on the surface of the epitaxial layer 4, and a nitride film 6 serving as an oxidation-resistant mask is deposited on the oxide film 5, and then the oxide film and nitride film in the isolation region are removed. After peeling off and forming an opening, the semiconductor substrate is etched to form grooves 7 so that the semiconductor substrate after oxidation treatment becomes substantially flat.
このような構造の半導体基板を、酸化性雰囲気
中で酸化処理を施すと分離領域が形成される(第
1図B)。酸化に伴つて体積が増大するので溝7
の部分は完全に充填され、この領域に生成する酸
化物は被着マスク下のエピタキシヤル層の高さに
ほぼ等しいレベルに達する。酸化作用が溝7の側
壁から横方向にも生ずるのでエピタキシヤル層が
最初の厚さで存在する区域にも、酸化に伴う体積
の増加により酸化膜の隆起部9が形成される。周
知のように酸化物層を経て、その端縁から酸素が
横方向にも拡散するので、酸化膜5の下にも酸化
が生ずる。酸化膜の下側の半導体基板が酸化され
る結果、酸化膜5にはそれぞれ端縁部分10が形
成されることになる。 When a semiconductor substrate having such a structure is subjected to oxidation treatment in an oxidizing atmosphere, an isolation region is formed (FIG. 1B). As the volume increases with oxidation, groove 7
is completely filled, and the oxide that forms in this area reaches a level approximately equal to the height of the epitaxial layer under the deposited mask. Since the oxidation effect also occurs laterally from the sidewalls of the groove 7, ridges 9 of the oxide film are formed even in areas where the epitaxial layer is present at its original thickness due to the increase in volume caused by the oxidation. As is well known, oxygen also diffuses laterally from the edges of the oxide layer, so that oxidation also occurs under the oxide film 5. As a result of the oxidation of the semiconductor substrate below the oxide film, edge portions 10 are formed in each of the oxide films 5.
次に先ず窒化膜6を除去し、さらに酸化処理を
して酸化膜5の厚さを増大させた後、領域4Bに
コレクター抵抗低減用高濃度N+型拡散領域、即
ちデイープコレクタ領域11を設ける(第1図
C)。その後領域4Aに先ず、ベース抵抗低減用
高濃度P+型領域、即ち不活性ベース領域12を
形成する。次に活性ベース領域13を形成してか
らエミツタ拡散用マスク酸化膜を得るための酸化
処理を兼ねたドライブ・インを行なう(第1図
D)。 Next, first, the nitride film 6 is removed, and after further oxidation treatment is performed to increase the thickness of the oxide film 5, a high concentration N + type diffusion region for reducing collector resistance, that is, a deep collector region 11 is provided in the region 4B. (Figure 1C). Thereafter, first, a heavily doped P + type region for reducing base resistance, that is, an inactive base region 12 is formed in the region 4A. Next, after forming the active base region 13, drive-in is performed which also serves as oxidation treatment to obtain a mask oxide film for emitter diffusion (FIG. 1D).
然る後、エミツタおよびコレクタ領域に窓開け
を行なつた後、エミツタ領域14およびコレクタ
領域15を形成する。この時ベース領域およびエ
ミツタ領域の2度の窓開けを行なう過程で、素子
が接している部分のバーズ・ビークが短かくな
り、ベース拡散領域の外側にエミツタ領域が拡散
する危険性が現れ、コレクタ・エミツタ短絡の原
因となる。 After that, windows are formed in the emitter and collector regions, and then the emitter region 14 and the collector region 15 are formed. At this time, in the process of opening the base region and the emitter region twice, the bird's beak at the part where the elements are in contact becomes shorter, and there is a risk that the emitter region will diffuse outside the base diffusion region, and the collector・Causes emitter short circuit.
これについて、少し詳しくエミツタ及びベース
領域の端部16を拡大した第2図A〜第2図Cに
て考察する。 This will be discussed in a little more detail in FIGS. 2A-2C, which are enlarged views of the emitter and end portions 16 of the base region.
第2図A〜第2図Cに於て、101はコレク
タ、102は酸化膜、103は不活性ベース、1
04はレジスト、105は分離酸化膜の端縁部、
106はレジスト、107は活性ベース、108
はエミツタ、109は酸化膜終端部である。第2
図Aには、活性ベース領域開口後の状態を示し
た。N型コレクタ101にP+型不活性ベース1
03を形成し、ドライブ・インを兼ねて表面に酸
化膜を形成した後、活性ベースのパターンを形成
する。この時、拡散すべき区域の寸法が分離酸化
膜の厚膜終端位置105で規定されるように、大
きめのレジストパターン104を形成する。次に
酸化膜のエツチングを行ない活性ベースの窓開け
を行なつた場合、第2図Aの如くなる。次に活性
ベース107を形成し、更に表面にエミツタの耐
拡散マスクとなり得るような酸化膜を同時に形成
させると、断面形状は第2図Bの如くなる。次に
エミツタのレジストパターン106により、酸化
膜を除去する際に、バーズ・ビークの徐々に薄く
なつている領域も同時にエツチングされ、その程
度によつてはエミツタの開口部の端がベース拡散
領域を越えて拡がる危険性がある。第2図Cに
は、その場合が示してあり、エミツタ108とコ
レクタ101は酸化膜終端部109において、短
絡状態となる。このようにウオールドエミツタ技
術に於いては、従来からバーズ・ビークの影響に
よりエミツタ形成時にエミツタ−コレクタ短絡が
生じ易い欠点があり、この欠点を克服すべく種々
の工夫がなされてきている。 In FIGS. 2A to 2C, 101 is a collector, 102 is an oxide film, 103 is an inert base, 1
04 is the resist, 105 is the edge of the isolation oxide film,
106 resist, 107 active base, 108
109 is an emitter, and 109 is an oxide film termination. Second
Figure A shows the state after opening the active base region. P + type inert base 1 to N type collector 101
After forming 03 and forming an oxide film on the surface which also serves as a drive-in, an active base pattern is formed. At this time, a larger resist pattern 104 is formed so that the size of the region to be diffused is defined by the thick film termination position 105 of the isolation oxide film. If the oxide film is then etched and an active base window is opened, the result will be as shown in FIG. 2A. Next, an active base 107 is formed, and an oxide film that can serve as an anti-diffusion mask for the emitter is simultaneously formed on the surface, resulting in a cross-sectional shape as shown in FIG. 2B. Next, when the oxide film is removed using the emitter resist pattern 106, the gradually thinning region of the bird's beak is also etched at the same time, and depending on the degree of etching, the edge of the emitter opening may overlap the base diffusion region. There is a danger of it spreading further. FIG. 2C shows such a case, and the emitter 108 and the collector 101 are short-circuited at the oxide film termination portion 109. As described above, the wall emitter technology has traditionally had the drawback that emitter-collector short circuits tend to occur during emitter formation due to the influence of bird's beak, and various efforts have been made to overcome this drawback.
その中には、例えば活性ベース形成後、酸化膜
を通してガリウムを拡散しエミツタ拡散前にエミ
ツタ形成領域の表面付近を全面的にP型に変換す
る方法が挙げられている。この方法によるとベー
ス層の周囲にP層が拡がり結果としてベースの容
量増大を招き、半導体装置の高速動作には支障を
きたす。更に従来技術ではエミツタは抜きパター
ンで形成するので実際のマスク寸法より拡がり、
高集積化と遮断周波数向上のための微細化には障
害となつていた。 Among them, for example, there is a method of diffusing gallium through an oxide film after forming an active base and converting the entire surface area of the emitter formation region to P-type before diffusing the emitter. According to this method, the P layer spreads around the base layer, resulting in an increase in the capacitance of the base, which impedes high-speed operation of the semiconductor device. Furthermore, in the conventional technology, emitters are formed using punched patterns, so they are wider than the actual mask dimensions.
This has been an obstacle to miniaturization for higher integration and higher cutoff frequencies.
従来のウオールドエミツタ技術についてまとめ
ると、トランジスタを形成する際バーズ・ビーク
の部分のエツチングを少なくとも活性ベースホト
リソ、エミツタホトリソと2度重ねる必要があり
その結果ピークの長さが短くなることによりコレ
クタ−エミツタ短絡が生ずる。この対策として現
行では例えばガリウムを拡散することが挙げられ
ているが装置の高速動作という点では問題があ
る。 To summarize the conventional wall emitter technology, when forming a transistor, the bird's beak area needs to be etched at least twice with active base photolithography and emitter photolithography. A short circuit occurs. Current countermeasures include diffusing gallium, for example, but this poses a problem in terms of high-speed operation of the device.
本発明では従来技術に於いてバーズ・ビーク部
分を過度にエツチングすることによりコレクタ−
エミツタ短絡を生ずるという点に着目しデイープ
コレクタ形成後エミツタ拡散終了時点まで酸化膜
のエツチング工程を無くすること及び酸化性雰囲
気中での酸化処理によつて分離領域を形成した
後、この分離領域形成用マスク材を次工程、即ち
デイープコレクタ形成時更には、不活性ベース成
形時のマスクとして利用し、エツチング及び/或
はマスク合せ回数を減じる方法を提供するもので
ある。以下本発明方法の他の特徴を実施例図に従
つて説明する。第3図A〜第3図Eは、本発明方
法の実施例工程を説明する断面図である。 In the present invention, the collector is removed by excessively etching the bird's beak portion, unlike the conventional technique.
Focusing on the point that an emitter short circuit occurs, we eliminated the etching process of the oxide film until the end of emitter diffusion after forming a deep collector, and formed an isolation region by oxidation treatment in an oxidizing atmosphere, and then formed this isolation region. The present invention provides a method for reducing the number of times of etching and/or mask alignment by using the mask material in the next process, that is, when forming a deep collector, and also as a mask when molding an inert base. Other features of the method of the present invention will be explained below with reference to embodiment figures. FIGS. 3A to 3E are cross-sectional views illustrating steps of an embodiment of the method of the present invention.
まず第3図Aに示すようにP型半導体基板30
1に、N+型埋込層302を形成し、その後P+型
プレアイソレーシヨン領域303を形成する。こ
のプレアイソレーシヨン領域303は、後に酸化
処理を行なうことにより形成される絶縁酸化物の
一部とともに、分離領域を形成するためのもので
ある。次に全面の酸化物を除去した後、半導体基
板301上にN型エピタキシヤル層304を堆積
する。次にエピタキシヤル層304の表面上に、
多結晶シリコン305を堆積した後この多結晶シ
リコン305上に窒化シリコン306を堆積させ
る。その後分離酸化のパターン形成を公知のエツ
チング法により行い、更にメサエツチにより溝部
307を形成する。 First, as shown in FIG. 3A, a P-type semiconductor substrate 30 is
1, an N + type buried layer 302 is formed, and then a P + type pre-isolation region 303 is formed. This pre-isolation region 303 is for forming an isolation region together with a portion of the insulating oxide that will be formed later by performing an oxidation treatment. Next, after removing the oxide over the entire surface, an N-type epitaxial layer 304 is deposited on the semiconductor substrate 301. Next, on the surface of the epitaxial layer 304,
After depositing polycrystalline silicon 305, silicon nitride 306 is deposited on this polycrystalline silicon 305. Thereafter, isolation oxidation patterns are formed by a known etching method, and grooves 307 are further formed by mesa etching.
この様な構造の半導体基板301を、酸化性雰
囲気中で熱処理を施すと、分離領域308が形成
される(第3図B)。次に分離酸化のマスクとし
て使用した窒化膜306のうち、デイープコレク
タ形成予定領域上の前記窒化膜306aを除去
し、露出した多結晶シリコン305通してN型不
純物を導入し、更にドライブインを兼ねて酸化す
ることにより、露出した多結晶シリコン305を
酸化膜309に変質させ且つデイープコレクタ3
10を形成する(第3図C)。次に第3図C1の状
態でも残存している分離酸化及びデイープコレク
タ形成時のマスクとしての窒化膜306のうち、
エミツタ形成予定領域以外の部分に残存している
窒化膜306bを除去し、露出した多結晶シリコ
ン305内にP型不純物イオン打込法を用いて導
入し、更にドライブインを兼ねて酸化処理を行
い、P型不純物を含む多結晶シリコンを酸化膜3
09に変質させると共にP+型不活性ベース領域
311をN型エピタキシヤル層304内に形成す
る(第3図D)。尚、理解をし易くする為に残存
した窒化膜306のうちデイープコレクタ形成予
定領域上のそれは306aで、不活性ベース形成
予定領域及びエミツタ形成予定領域上のそれは3
06bとして表しているので注意されたい(第3
図B〜第3図D)。 When the semiconductor substrate 301 having such a structure is subjected to heat treatment in an oxidizing atmosphere, an isolation region 308 is formed (FIG. 3B). Next, of the nitride film 306 used as a mask for isolation oxidation, the nitride film 306a on the area where the deep collector is to be formed is removed, and N-type impurities are introduced through the exposed polycrystalline silicon 305, which also serves as a drive-in. By oxidizing the exposed polycrystalline silicon 305 into an oxide film 309, the deep collector 3
10 (Figure 3C). Next, among the nitride film 306 that remains even in the state shown in FIG. 3 C1 and serves as a mask during isolation oxidation and deep collector formation,
The nitride film 306b remaining in areas other than the area where the emitter is planned to be formed is removed, P-type impurity ions are implanted into the exposed polycrystalline silicon 305, and oxidation treatment is also performed to serve as a drive-in. , an oxide film 3 of polycrystalline silicon containing P-type impurities.
09, and a P + type inactive base region 311 is formed in the N type epitaxial layer 304 (FIG. 3D). For ease of understanding, the remaining nitride film 306 on the area where the deep collector is to be formed is 306a, and that on the area where the inert base is to be formed and the emitter is to be formed is 306a.
Please note that it is expressed as 06b (3rd
Figures B to 3D).
次にリン酸のように窒化膜を選択的に溶解する
溶液に浸すことにより、マスク合せをすることな
しにエミツタ形成部の上に残存している窒化膜3
06bを除去し、多結晶シリコン305を露出さ
せる。 Next, by immersing the nitride film in a solution that selectively dissolves the nitride film, such as phosphoric acid, the remaining nitride film 3 on the emitter formation area can be removed without mask alignment.
06b is removed to expose the polycrystalline silicon 305.
このとき不活性ベース、デイープコレクタ等他
の領域上の酸化膜309は残存している。ここで
先ず活性ベース領域312を形成するためにイオ
ン打込法を用い、多結晶シリコン305にP型不
純物を注入して、アニール処理を兼ねたドライ
ブ・インを行ない活性ベース領域312を形成す
る。更にエミツタ領域313を形成するために、
イオン打込法を用いN型不純物を露出した多結晶
シリコン層305に注入する。次に適当な熱処理
を行なうことにより単結晶中にエミツタ領域31
3が形成され更に高濃度不純物添加多結晶シリコ
ン層314(エミツタ電極)が形成されることに
なる(第3図E)。 At this time, the oxide film 309 on other regions such as the inactive base and deep collector remains. First, in order to form the active base region 312, an ion implantation method is used to implant P-type impurities into the polycrystalline silicon 305, and a drive-in which also serves as an annealing treatment is performed to form the active base region 312. Furthermore, in order to form the emitter region 313,
N-type impurities are implanted into the exposed polycrystalline silicon layer 305 using an ion implantation method. Next, by performing appropriate heat treatment, an emitter region 31 is formed in the single crystal.
3 is formed, and then a highly doped polycrystalline silicon layer 314 (emitter electrode) is formed (FIG. 3E).
この実施例に依れば、活性ベース領域312の
形成と、エミツタ領域313の形成を独立して行
なつているが、次の様に両領域312及び313
の形成を同時に行うこともできる。 According to this embodiment, the formation of the active base region 312 and the formation of the emitter region 313 are performed independently, but both regions 312 and 313 are formed as follows.
can also be formed at the same time.
即ち、活性ベース領域312を形成する為の不
純物としてボロンをイオン打込法により露出した
多結晶シリコン305に打込み、引続きエミツタ
領域313を形成する為の不純物として砒素を同
じくイオン打込法により打込む。その後熱処理を
することにより、ボロンと砒素の拡散速度の違い
を利用してエミツタ領域313に比べ深い活性ベ
ース領域312を同時に形成しても良い。 That is, boron is implanted as an impurity to form the active base region 312 into the exposed polycrystalline silicon 305 by ion implantation, and subsequently arsenic is implanted as an impurity to form the emitter region 313 by the same ion implantation method. . By subsequently performing heat treatment, the active base region 312, which is deeper than the emitter region 313, may be simultaneously formed by utilizing the difference in diffusion rate between boron and arsenic.
以上詳細に述べた本発明方法に依れば、分離酸
化膜のバーズ・ビークの部分をエツチングする工
程を必要としないため、分離酸化膜側での活性ベ
ース開口部端とエミツタ開口部端は同一位置にな
る。 According to the method of the present invention described in detail above, there is no need for the step of etching the bird's beak portion of the isolation oxide film, so the active base opening end and the emitter opening end on the isolation oxide film side are the same. Be in position.
これについて、第3図Eで示されたエミツタ及
びベース領域の端部(〇で囲んである)を第4図
に拡大して示す。第4図Aには不活性ベース形成
後の状態を示した。第4図Bは活性ベースを形成
した状態、第4図Cはエミツタを形成した状態を
示す。 In this regard, the ends (circled) of the emitter and base region shown in FIG. 3E are shown enlarged in FIG. FIG. 4A shows the state after formation of the inert base. FIG. 4B shows a state in which an active base is formed, and FIG. 4C shows a state in which an emitter is formed.
また、不純物を深さ方向に或る距離を拡散する
と、開口部端から横方向にも同程度(7〜8割)
拡散することが知られている。従つて拡散終了後
のベースおよびエミツタの位置関係は、ベース巾
と同程度、横方向についても活性ベース領域が拡
がるのでエミツタ−コレクタの短絡は生じない。 Furthermore, when impurities are diffused a certain distance in the depth direction, the same amount (70 to 80%) is diffused laterally from the edge of the opening.
known to spread. Therefore, the positional relationship between the base and emitter after diffusion is the same as the width of the base, and the active base region expands in the lateral direction, so that no emitter-collector short circuit occurs.
又、本発明ではデイープコレクタ形成後エミツ
タ拡散終了迄フツ酸を用いた酸化膜のエツチング
工程を必要としないのでバーズ・ビークの膜厚は
変化しない。従つてベースおよびエミツタ開口部
の分離酸化膜側端部の位置については不変であ
る。最終的なトランジスタの構造はベース深さは
エミツタ深さと比較した場合電流利得率によつて
制御される分だけ深くなり横方向についても同程
度の拡がりが生ずるのでコレクタ−エミツタ短絡
は起こらない。 Furthermore, the present invention does not require an oxide film etching process using hydrofluoric acid until the emitter diffusion is completed after the deep collector is formed, so the bird's beak film thickness does not change. Therefore, the positions of the ends of the base and emitter openings on the isolation oxide film side remain unchanged. In the final transistor structure, the base depth is deeper than the emitter depth by an amount controlled by the current gain factor, and the same degree of lateral expansion occurs, so that collector-emitter shorting does not occur.
加えて、本発明方法は、分離領域形成用に使用
したマスクを所望の段階で選択的に残存させるこ
とによりデイープコレクタ領域形成及び不活性ベ
ース領域形成のマスク材として利用し、これによ
り分離領域形成時の窒化膜の除去工程と、活性ベ
ース領域13及び不活性ベース領域12を形成す
る為のフオトリソ工程(2回)が1回省略するこ
とができる。 In addition, the method of the present invention selectively leaves the mask used for forming the isolation region at a desired stage and utilizes it as a mask material for forming the deep collector region and the inert base region, thereby forming the isolation region. The nitride film removal step and the photolithography step (twice) for forming the active base region 13 and the inactive base region 12 can be omitted once.
更に活性ベース領域及びエミツタ領域の形成が
同時に或は異ならせて行うことができるため、活
性ベース領域の深さによつて決定される耐圧特
性、電流利得特性或は遮断周波数特性を制御し易
くなる。即ち両領域の形成を同時に行えば、エミ
ツタ領域形成時の活性ベース領域の再拡散を考慮
しないで良い為、電流利得及び遮断周波数特性を
支配するパラメータは不純物のドーズ量と1回の
ドライブインで決定できる。 Furthermore, since the active base region and the emitter region can be formed simultaneously or differently, it becomes easier to control the breakdown voltage characteristics, current gain characteristics, or cutoff frequency characteristics determined by the depth of the active base region. . In other words, if both regions are formed at the same time, there is no need to consider re-diffusion of the active base region during the formation of the emitter region, so the parameters governing the current gain and cut-off frequency characteristics are the impurity dose and one drive-in. You can decide.
一方、両領域の形成を独立して行い得る本プロ
セスは、特に高い耐圧を必要とするトランジスタ
の形成に有利である。 On the other hand, this process in which both regions can be formed independently is particularly advantageous for forming transistors that require high breakdown voltage.
第1図A〜E及び第2図A〜Cは、従来の集積
回路の製造方法の工程図、第3図A〜Eは本発明
による集積回路の製造方法の工程図、第4図A〜
Cは本発明方法に基づいて得られたデバイスの有
用性を説明する為の図である。
301……半導体基板、302……N+型埋込
層、303……P+型プレアイソレーシヨン領
域、304……N型エピタキシヤル層、305…
…多結晶シリコン膜、306,306a,306
b……窒化膜、307a……分離領域に設けた溝
部、308,309……酸化膜、310……デイ
ープコレクタ領域、311……不活性ベース領
域、312……活性ベース領域、313……エミ
ツタ領域、314……高濃度不純物添加多結晶シ
リコン層。
1A-E and 2A-C are process diagrams of a conventional integrated circuit manufacturing method, FIGS. 3A-E are process diagrams of an integrated circuit manufacturing method according to the present invention, and FIGS. 4A-4
C is a diagram for explaining the usefulness of the device obtained based on the method of the present invention. 301...Semiconductor substrate, 302...N + type buried layer, 303...P + type pre-isolation region, 304...N type epitaxial layer, 305...
...Polycrystalline silicon film, 306, 306a, 306
b...Nitride film, 307a...Groove provided in isolation region, 308, 309...Oxide film, 310...Deep collector region, 311...Inactive base region, 312...Active base region, 313...Emitter Region 314: Highly doped polycrystalline silicon layer.
Claims (1)
記基板主表面上に多結晶シリコン膜、窒化膜を選
択的に重ねて形成した後、前記基板を酸化性雰囲
気中に曝し、これら複合膜で覆われない前記基板
主表面内に酸化分離領域を形成する工程と、この
酸化分離領域で分離されたデイープコレクタ形成
予定領域上に残存している前記窒化膜を剥離し、
露出した前記多結晶シリコン膜にN型不純物を導
入し、このN型不純物がドープされた多結晶シリ
コン膜を酸化性雰囲気中に曝すことにより前記基
板主表面内にデイープコレクタ領域を形成すると
共に前記N型不純物がドープされた多結晶シリコ
ン膜を酸化物化する工程と、前記酸化分離領域で
分離されたエミツタ形成予定領域上に残存してい
る前記窒化膜を残し残余の前記窒化膜を剥離した
後、露出した前記多結晶シリコン膜にP型不純物
を導入し、このP型不純物がドープされた多結晶
シリコン膜を酸化性雰囲気中に曝すことにより前
記基板主表面内に不活性ベース領域を形成すると
共に前記P型不純物がドープされた前記多結晶シ
リコン膜を酸化物化する工程と、前記エミツタ形
成予定領域上に残存している前記窒化膜を剥離し
た後、露出した前記多結晶シリコン膜を通して前
記半導体基板主表面内にP型不純物を含む活性ベ
ース領域及びN型不純物を含むエミツタ領域を形
成することを特徴とする半導体装置の製造方法。1. After selectively forming a polycrystalline silicon film and a nitride film on the main surface of the semiconductor substrate other than the area where insulation is to be separated, the substrate is exposed to an oxidizing atmosphere and covered with these composite films. forming an oxidized isolation region in the main surface of the substrate that is not covered by the oxidized isolation region, and peeling off the nitride film remaining on the region where the deep collector is to be formed separated by the oxidized isolation region;
A deep collector region is formed in the main surface of the substrate by introducing an N-type impurity into the exposed polycrystalline silicon film, and exposing the polycrystalline silicon film doped with the N-type impurity to an oxidizing atmosphere. A step of converting the polycrystalline silicon film doped with an N-type impurity into an oxide, and peeling off the remaining nitride film, leaving the nitride film remaining on the emitter formation region separated by the oxidation isolation region. , introducing a P-type impurity into the exposed polycrystalline silicon film, and exposing the polycrystalline silicon film doped with the P-type impurity to an oxidizing atmosphere to form an inactive base region within the main surface of the substrate; At the same time, there is a step of converting the polycrystalline silicon film doped with the P-type impurity into an oxide, and after peeling off the nitride film remaining on the emitter formation area, the semiconductor is passed through the exposed polycrystalline silicon film. 1. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising forming an active base region containing P-type impurities and an emitter region containing N-type impurities in the main surface of a substrate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8200978A JPS559425A (en) | 1978-07-07 | 1978-07-07 | Manufacturing method for semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8200978A JPS559425A (en) | 1978-07-07 | 1978-07-07 | Manufacturing method for semiconductor device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS559425A JPS559425A (en) | 1980-01-23 |
JPS6140145B2 true JPS6140145B2 (en) | 1986-09-08 |
Family
ID=13762514
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8200978A Granted JPS559425A (en) | 1978-07-07 | 1978-07-07 | Manufacturing method for semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS559425A (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5518387U (en) * | 1978-07-25 | 1980-02-05 | ||
JPS5530807A (en) * | 1978-08-25 | 1980-03-04 | Hitachi Ltd | Producing method of semiconductor device |
JPS5835970A (en) * | 1981-08-28 | 1983-03-02 | Fujitsu Ltd | Manufacture of semiconductor device |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5119484A (en) * | 1974-08-09 | 1976-02-16 | Hitachi Ltd | Handotaisochito sonoseizohoho |
JPS5140866A (en) * | 1974-10-04 | 1976-04-06 | Nippon Electric Co | HANDOTA ISOCHI |
-
1978
- 1978-07-07 JP JP8200978A patent/JPS559425A/en active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5119484A (en) * | 1974-08-09 | 1976-02-16 | Hitachi Ltd | Handotaisochito sonoseizohoho |
JPS5140866A (en) * | 1974-10-04 | 1976-04-06 | Nippon Electric Co | HANDOTA ISOCHI |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS559425A (en) | 1980-01-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH0253944B2 (en) | ||
JPH0628266B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
EP0401786B1 (en) | Method of manufacturing a lateral bipolar transistor | |
US5480816A (en) | Method of fabricating a bipolar transistor having a link base | |
JPS6318346B2 (en) | ||
JPS6140145B2 (en) | ||
JPS60106142A (en) | Manufacture of semiconductor element | |
JP2775765B2 (en) | Semiconductor device manufacturing method | |
JPS5942987B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JPH03206621A (en) | Manufacture of semiconductor integrated circuit device | |
KR0166069B1 (en) | Semiconductor device | |
JPS5866358A (en) | Semiconductor device and manufacture thereof | |
JPH06216140A (en) | Transistor process of removing narrow base effect | |
JPS6173371A (en) | Semiconductor device and manufacture thereof | |
JP2674613B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
JP3093615B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
JPH0523495B2 (en) | ||
JP2836393B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP3142303B2 (en) | Manufacturing method of high-speed bipolar transistor | |
JPH02152240A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
JPH05347312A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
JPS6295871A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
JPS61201465A (en) | Manufacture of transistor | |
JPH0613393A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
JPH03152936A (en) | Semiconductor integrated circuit device |