JPS6142169A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は半導体装置、特に高周波トランジスタの製造方
法に関するものである。

（従来の技術） 高周波トランジスタにおいて、より高い周波数特性を得
るためにはエミッタ拡散を浅くシ、かつベース幅を狭く
するとともに特にエミツタ幅をできるだけ小さくするこ
とが重要である。しかし、通常の選択拡散技術によれば
、エミツタ幅の寸法が写真食刻技術による加工精度（１
〜２μ）の限界に達しておシ、この拡散領域上に電極を
設けるために、さらに写真食刻技術によシ加工技術を用
いることは困難になる。それゆえ各拡散領域及び各電極
層の形成になるべく自己整合法を用いれば各写真食刻技
術による工程におけるマスク目金せ及び加工による所望
する寸法からのずれの問題がなくなり非常に有利となる
。又、各電極層間の間隔を半導体基板表面に対して縦方
向に求めれば各不純物領域の間隔を小さく設計できるも
ので高周波特性の良いものとなる。さらに高周波トラン
ジスタにおいては、その高周波特性を良好とするために
、ベース抵抗と、コレクターベース接合容量を減じるこ
とが重要であ夛、それ故エミッタ領域とベースコンタク
ト領域の間隔をなるべく、小さくする構造が必要となる
。

仁の様な要求を満たす構造のトランジスタとして例えば
所謂段付電極トランジスタが知られている。これはエミ
ッタ領域上に逆台形上の多結晶シリコン層を有する構造
であシ、この逆台形状底部の位置及び大きさからエミッ
タ領域を定め、しかも底部と逆台形状の上表面部の垂直
方向に投影した位置との相対関係から、エミッタ領域と
ベースコンタクト領域との間隔を定めるものである。

かかる構造をもうトランジスタの一般的な製法を図面を
用いて説明する。まず第１図に示すように、コレクタ領
域となる半導体基板１の一生表面に酸化膜３をマスクす
る周知の拡散法で半導体基板１とは反対の導電型を呈す
るベース領域２を形成した後、半導体基板ｌと同じ導電
型の不純物を多量に含んだ多結晶シリコン層４Ａと不純
物を含まない多結晶シリコン層４Ｂと酸化！Ｉ５とを順
に形成し、その酸化膜層５をエミッタ電極パターンの形
状に加工する。

第２図に示すようＫ、弗硝酸系のシリコンエツチング液
を用い、残った酸化膜５をマスクとして２層構成の多結
晶シリコン層４Ａと４Ｂを選択的にエツチング除去する
ことによシ両者のエツチング速度の差によシ逆台形状に
加工される。次に垂直上方から高ドーズ低エネルギーで
アクセフ０タネ純物のイオン注入を行ないベースコンタ
クト部に酸化膜及びＣＶＤ等によシ逆台形の表面および
基板上に酸化膜６を形成し、高温で熱処理を行ない、多
結晶シリコン層４Ａから不純物を拡散してエミッタ領域
８を形成する。この熱処理によシイオン注入層９′はア
ニールされて、ベースコンタクト領域９になる。次に第
４図に示すように、表面ＣＶＤ法等によシ、窒化膜層７
を形成し垂直上方から高ドーズでイオン注入を行なう。

次に第５図に示すように、熱リン酸エンチングを用いて
、イオン注入された部分の窒化膜層７を除去した後、残
った窒化膜７を耐エツチングマスクとして酸化膜６を弗
酸弗化アンモン系でエツチング除去し、エミッタ１０お
よびベース１１の電極形成コンタクト窓を開孔する。こ
の工程において窒化膜７を耐エツチングマスクとして用
いて酸化膜６をエツチングする際、エツチング液の廻９
込みによシ必然的にベース領域２と窒化膜７との間に空
洞部１２が発生することになシ、この空洞部１２は表面
のエミッタ・ベース接合を露出させるため外部からの不
純物イオンの侵入によシミ極形成後ｈＦｌのコレクタ電
流に対する直線の劣化やｈＦｌそのものの低下やあるい
は信頼度の劣化等の問題をしばしば引き起こす原因とな
っていた。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的はかかる製法による欠点を解消し、性能お
よび信頼度性が飛躍的に向上したトランジスタを得るた
めの製造方法を提供するととにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、ベース領域を有する半導体基板上に逆
台形状の不純物を含むポリシリコンを形成しポリシリコ
ンから不純物を導入した後、逆台形上の酸化膜を全面除
去し、新たに基板表面にＣＶＤ等で窒化膜を被覆し、こ
の窒化膜をリアクティブスパッタエツチングで選択的に
除去して電極導出部を形成する半導体装置の製造方法を
得る。

（実施例） 以下、本発明を図面によシ詳細に説明する。

まず従来製法と同様、活性ベース領域２が形成された半
導体基板１の一生面上に不純物を含む多結晶シリコン層
４Ａ不純物を含まない多結晶シリコン層４Ｂおよびエミ
ッタと同じパターンに形成された酸化膜層５を形成し、
この酸化Ｍ５をマスクとして多結晶シリコン層４Ａ、４
Ｂを逆台形状に加工する。そして垂直上方から高ドーズ
低エネルギーで７クセプタ不純物のイオン注入を行ない
ベースコンタクト部注入層９を形成し、次に酸化膜層５
を除去し、次ＫＣＶＤ等により逆台形多結晶シリコン層
を有する基板１０表面に酸化展層６を形成後、高温で熱
処理することによシ、イオン注入層９′がアニールされ
、ベースコンタクト領域部９を形成する。ここまでの製
造工程は第１図〜第３図に示した従来製法と同様である
。

次に第６図に示すように、ＣＶＤによ）逆台形の多結晶
シリコン層を有する基板ｌの表面上の酸化膜６を感光性
樹脂被膜を選択的に形成後弗酸弗化アンモン系でエツチ
ング除去する。

次に第７図に示すように基板１０表面全面に窒化膜１７
を形成し感光性樹脂膜Ｉｌｌ！１３のマスクを選択的に
形成する。次に平行平板のりアクティブスパッタ装置を
使い導入ガスＣＦ、：）１２の分圧比がＩ：４でかり真
空度α０２Ｔｏｒｒ入力電力４００Ｗの条件でリアクテ
ィブスパッタエツチングする。

実験データではシリコン窒化膜１７のエツチング速度４
００λ／　ｍｉｎ　でシリコンが３５人／ｍｉｎ。

感光性樹脂膜１３が１１０人／　ｍｉｎ程度であシつた
。

それぞれこのようなエツチング速度でエツチングが進行
するため、これらのエツチング速度を考慮して、窒化膜
１７がエツチングされるように時間を設定してエミッタ
コンタクト窓ｌＯ′およびベースコンタクト窓１１’の
領域を開孔させる。

次に第８図に示すように、電極金属層を垂直上面よシ蒸
着して更に光食刻技術により電極パターン１４．１５を
形成する。

（発明の効果） かかる製法例かられかるようにペースコンタク）窓１１
’及びエミッタコンタクト窓１０′を開孔する際リアク
ティブスパッタエツチングによシ行っているので従来の
湿式エツチング法での酸化膜６の食われでの表面のエミ
ッタ参ベース接合が露出するという問題が全くなくなる
。したがって従来しばしば発生していたｈｙｇのコレク
タ電流に対する直線性の劣化やｈｙｇそのものの低下等
を防止でき、一層の耐性改善を計る事になシ耐放射線性
に対して一段と改善する事が出来た。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は従来の製法を示す各工程での断面図
でおる。第６図乃至第８図は第１図乃至第３図とともに
説明される本発明の一実織例の製法を示す各工程での断
面図である。 ｌ・・・・・・半導体基板、２・・・・・・ベース領域
、　　３．　５゜６・・・・・・酸化膜層、４，４Ａ、
４Ｂ・・・・・・多結晶シリコン層、７．１７・・・・
・・窒化膜層、８・・・・・・エミッタ拡散層、９．　
９’−・・・・・ベースコンタクト拡散層、１０．１０
’・・・・・・エミッタコンタクト窓、１１゜１１’・
・・・・・ベースコンタクト窓、１２・・・・・・空洞
部、１３・・・・・・感光樹脂膜、１４．１５・・・・
・・金属層豪２　Ｓ を　３　回 茅　４−　凹 峯　、＋　”−ｅ 箋　ｚ　１ 半７■ 半Ｖ頂 −よＡ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　第１の導電型の半導体基板に選択的に形成された第２
   の導電型の領域上に前記第１の導電型の不純物を含む逆
   台形状に加工された表面に酸化膜層を有するポリシリコ
   ン層を形成し、熱処理によってポリシリコン層中の不純
   物を前記第２の導電型の領域に拡散して第１の導電型の
   領域を形成し、前記ポリシリコン層をおっている酸化膜
   を選択的に除去後、新たに前記ポリシリコン層をおおっ
   て全面に窒化膜層を形成し、前記窒化膜を選択的に除去
   して、前記第２の導電型の領域を選択的に開孔するとと
   もに前記ポリシリコン層表面を露出し、前記開孔部およ
   び露出部に金属を被着してそれぞれベース電極及びエミ
   ッタ電極を形成することを特徴とする半導体装置の製造
   方法。