JPS62188370A - トランジスタの製造方法 - 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、エミッタ、活性ペースおよびベースコンタク
トの各領域を自己整合で形成し、トランジスタの小形化
およびペース抵抗の低減を図るようにしたトランジスタ
の製造方法に関するものである。

（従来の技術） トランジスタのエミッタ領域およびペース領域を自己整
合で形成し、トランジスタの小形化を図る製造方法の１
つとして特開昭６０−１７５４５２号公報に記載された
方法がある。

第２図は、この創造方法で作製されたトランジスタの断
面構造を示したものであシ、まず、高不純物濃度のｎ型
シリコン基板１の上に低不純物濃度のｎ型のエピタキシ
ャル層２を成長させ、さらに、この上に酸化シリコン膜
３を形成する工程、ペース形成領域上の酸化シリコン膜
３を除去して開口を設け、ｐ型の不純物をドープした多
結晶シリコン層４を開口内およびその周辺にある酸化シ
リコン膜にかけて選択的に形成する工程、多結晶シリコ
ン層４の中にドープしたｐ型の不純物をｎ型のエピタキ
シャル層２へ拡散させｐ型のペース領域５を形成すると
ともに多結晶シリコン層４の表面を酸化シリコン膜６に
変換するための熱処理工程、ｐ型ベース領域５上にエミ
ッタ形成用の開口を形成した後、開口の底面および側面
を酸化シリコン膜７に変換し、さらに、垂直エツチング
法によ多開口の底面にある酸化シリコン膜を除去する工
程、この工程で形成した開口内にｎ型の不純物をドープ
した多結晶シリコン層８を選択的に形成する工程、多結
晶シリコン層８の中にドープしたｎ型の不純物をｐ型ベ
ース領域５の中に拡散させｎ型のエミッタ領域９を形成
する工程およびｐ型ベース領域５に接する多結晶シリコ
ン膜４とｎ型エミッタ領域に接する多結晶シリコン膜８
に電極１０を形成する工程を経ることによって作製され
る。

（発明が解決しようとする問題点） このような従来のトランジスタの製造方法では、エミッ
タ領域とペース領域が自己整合でできるものの、活性ペ
ース領域とベースコンタクト領域とが同一の多結晶シリ
コン層中にドープした不純物の拡散で形成されるためベ
ースコンタクト領域の不純物濃度を選択的に高めにする
ことができない。

その結果、ペース拡がり抵抗が高くなる不都合が生じる
。

（問題点を解決するための手段） 本発明のトランジスタの製造方法は、コレクタ領域とな
る一導電型のシリコン基板上に同シリコン基板とは逆導
電型の不純物を含んだ第１の多結晶シリコン層、第１の
酸化シリコン膜、窒化シリコン膜および第２の酸化シリ
コン膜の積層膜を形成する工程、同積層膜を選択的に除
去し、第１の多結晶シリコン層からなるペース電極を形
成するとともにエミッタ形成用の開口を形成する工程、
熱処理を施して第１の多結晶シリコン層中の不純物をシ
リコン基板内に拡散させてベースコンタクト領域を形成
する工程、窒化シリコン膜をマスクとして開口の底面お
よび側面を第３の酸化シリコン膜に変換する工程、異方
性エツチングによ多開口の底面を覆う第３の酸化シリコ
ン膜を除去する工程、表面全域に、シリコン基板とは逆
導電型の不純物を含んだ第２の多結晶シリコン層を形成
する工程、熱処理を施して開口内にある第２の多結晶シ
リコン層中の不純物をシリコン基板に拡散させ、ベース
コンタクト領域とつながる活性ペース領域を形成する工
程、第２の多結晶シリコン層内にシリコン基板と同一導
電型の不純物イオンを注入した後熱処理を施して開口内
にある第２の多結晶シリコン層中の不純物を活性ペース
領域内に拡散させてエミッタ領域を形成する工程、第２
の多結晶シリコン層を選択的に食刻して前記開口内にの
み残すとともに、第１の多結晶シリコン層上の積層膜を
選択的に食刻して窓を開け、第１の多結晶シリコン層お
よび第２の多結晶シリコン層に電極を形成する工程から
々るものである。

（作　用） このトランジスタの製造方法によれば、エミッタ領域、
活性ペース領域およびベースコンタクト領域が自己整合
でできるグラフトベース構造のトランジスタを小形に作
ることができるとともに、窒化シリコン膜をマスクとし
て開口の底面と側面を酸化シリコン膜に変換するため、
第１の多結晶シリコン膜の表面が酸化シリコン膜に変換
されず、従って第１の多結晶シリコン膜の膜厚が減少す
ることがない。

（実施例） 本発明の一実施例を第１図を参照して説明する。

まず、第１図（ａｌ　ｖｃ示したように、コレクタ領域
となる高不純物濃度のｎ型シリコン基板１１の上に低不
純物濃度のｎ型エピタキシャル層１２を０５〜１０μｍ
の厚さに成長させる。この後、表面に酸化シリコンＩ］
ｋ１３を形成し、周知の写真蝕刻法によりベース領域の
作シ込みがなされる部分の酸化シリコン膜を除去する。

次に、化学気相成長（ＣＶＤ　）法によシ表面全域に膜
厚が０３〜１μｍのノンドープの多結晶シリコン膜１４
を形成した後、熱酸化処理を施し、表面を０．０５〜０
．１μｍの厚さの酸化シリコン膜１５に変換し、さらに
、この酸化シリコン膜１５の上にＣＶＤ法で膜厚が約０
．１μｍの窒化シリコン膜１６を形成する。この状態で
イオン注入法により多結晶シリコン膜１４の中にポロン
イオン（Ｂ＋）を注入する。

次に、第１図（ｂ）に示したように、窒化シリコン膜１
６の上にＣＶＤ法で厚さが約０．１μｍの酸化シリコン
膜１７を形成し、次いで、多結晶シリコン膜１４、酸化
シリコン膜１５、窒化シリコン膜１６および酸化シリコ
ン膜１７の積層膜を選択的に除去して多結晶シリコン膜
１４でベース電極配線を形成する。この工程で活性ペー
ス領域およびエミッタ形成用の開口１８が併せて形成さ
れる。

その後、熱処理を施して多結晶シリコン膜１４の中にド
ープされているがロン不純物をｎ型エピタキシャル層１
２の中に拡散させてｐ型のベースコンタクト領域１９？
形成する。

さらに、第１図（ｃｌに示したように、窒化シリコン膜
１６をマスクとして熱酸化処理を施し、開口１８の底面
と側面に熱酸化シリコン膜２０を形成する。

なお、この熱酸化シリコン膜２ｏが薄い場合には、さら
に、全面にＣＶＤ法により酸化シリコン膜を形成しても
よい。

次いで、第１図（ｄ）に示したように、異方性ドライエ
ッチングにより酸化シリコン膜２０を垂直方向にのみエ
ツチングして開口１８の底面を覆う酸化シリコン膜部分
を除去し、開口１８の側面に酸化シリコン膜を残す。こ
の処理で開口１８の側面に残す酸化シリコン膜の膜厚の
制御によりエミッタとベース電極間の距離の制御が可能
となシ、この距離を短くすることによシペース抵抗を下
げることができる。この後、ＣＶＤ法で表面全域にノン
ドープの多結晶シリコン膜２１を０．３〜１μｍの厚さ
に形成し、ポロンイオン（Ｂ＋）を多結晶シリコン膜２
１の中にイオン注入した後、熱処理を施して開口１８の
中にある多結晶シリコン２１のポロンをエピタキシャル
層１２の中に拡散させ、この拡散で形成されるｐ型領域
をベースコンタクト領域１９とつないで活性ベース領域
２２を形成する。

なお、活性ペース領域２２を形成するためのがロンイオ
ンの注入量はベースコンタクト領域１９を形成するため
のポロンイオンの注入量よシ少すなくする。

さらに、第１図（ｅ）に示したように、砒素イオン（Ａ
８＋）を多結晶シリコン膜２１の中にイオン注入した後
、熱処理を施して開口１８の中にある多結晶シリコン膜
２１中の砒素を活性ベース領域２２内に拡散させてエミ
ッタ領域２３を形成する。

最後に、第１図（ｆ）に示したように、エミッタ領域２
３の上の多結晶シリコン膜２１のみを残し、他をすべて
除去するとともに、多結晶シリコン膜１４の上の酸化シ
リコン１５、窒化シリコン膜１６および酸化シリコン膜
１７の積層膜を選択的に除去して金属電極形成用の窓を
開け、この中に露呈する多結晶シリコン膜１４の一部と
エミッタ電極となる多結晶シリコン膜２１の双方の上に
高純度のアルミニウム（Ａｔ）あるいは重量比で１係の
シリコン（Ｓｉ）を含んだアルミニウム等を用いて電極
２４を形成することによシ、トランジスタが完成する。

なお、酸化シリコン膜１５は、多結晶シリコン膜１４と
窒化シリコン膜１６との接着をよくするために、また、
酸化シリコン膜１７は、窒化シリコン膜１６と多結晶シ
リコン膜２１との接着をよくするために形成されたもの
である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明方法によれば、エミッタ、
活性ベースおよびベースコンタクトの各領域を自己整合
で形成してトランジスタ素子の小形化が図れるとともに
、グラフトベース構造を実現できるため、ベースコンタ
クト領域のペース広がり抵抗を減少させる効果が奏され
る。また、窒化シリコン膜をマスクとして酸化を行うた
めペース電極配線用の多結晶シリコン層の酸化が防がれ
、従って、膜厚が薄くなることがなくベース電極配線抵
抗の増大を防ぐ効果も奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の一連の製造工程を示す図
、第２図は、従来のエミッタとベースコンタクト部分を
自己整合で形成したトランジスタの断面図である。 １１・・・ｎ型シリコン基板、１２・・・ｎ型エピタキ
シャル層、１’３，１５，１７，２０・・・酸化シリコ
ン膜、１４．２１・・・多結晶シリコン膜、１６・・・
窒化シリコン膜、１８・・・開口、１９・・・ベースコ
ンタクト領域、２２・・・活性ペース領域、２３・・・
エミッタ領域、２４・・・電極。 １１１［１１ｇＢ ２１多結晶シリコン膜　２２活性ベース領域第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）コレクタ領域となる一導電型のシリコン基板上に
   、同シリコン基板とは逆導電型の不純物を含んだ第１の
   多結晶シリコン層、第１の酸化シリコン膜、窒化シリコ
   ン膜および第２の酸化シリコン膜の積層膜を形成する工
   程と、同積層膜を選択的に除去し、前記第１の多結晶シ
   リコン層からなるベース電極を形成するとともにエミッ
   タ形成用の開口を形成する工程と、熱処理を施して前記
   第１の多結晶シリコン層中の不純物を前記シリコン基板
   内に拡散させてベースコンタクト領域を形成する工程と
   、前記窒化シリコン膜をマスクとして前記開口の底面お
   よび側面を第３の酸化シリコン膜に変換する工程と、異
   方性エッチングにより前記開口の底面を覆う第３の酸化
   シリコン膜を除去する工程と、表面全域に、前記シリコ
   ン基板とは逆導電型の不純物を含んだ第２の多結晶シリ
   コン層を形成する工程と、熱処理を施して前記開口内に
   ある第２の多結晶シリコン層中の不純物を前記シリコン
   基板に拡散させ、前記ベースコンタクト領域とつながる
   活性ベース領域を形成する工程と、前記第２の多結晶シ
   リコン層内に前記シリコン基板と同一導電型の不純物イ
   オンを注入した後熱処理を施して前記開口内にある第２
   の多結晶シリコン層中の不純物を前記活性ベース領域内
   に拡散させてエミッタ領域を形成する工程と、前記第２
   の多結晶シリコン層を選択的に食刻して前記開口内にの
   み残すとともに前記第１の多結晶シリコン層上の積層膜
   を選択的に食刻して窓を開け、前記第１の多結晶シリコ
   ン層および前記第２の多結晶シリコン層に電極を形成す
   る工程とからなることを特徴とするトランジスタの製造
   方法。
2. （２）第３の酸化シリコン膜は、熱酸化シリコン膜と化
   学気相成長法による酸化シリコン膜が積層されてなるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のトラン
   ジスタの製造方法。