JPS6255709B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、バイポーラ・トランジスタのエミツ
タ領域をセルフ・アラインメント方式で形成する
ことができる半導体装置の製造方法に関する。

従来、バイポーラ・トランジスタのエミツタ領
域はベース領域内に在るように作られている。

第１図は通常のバイポーラ・トランジスタの要
部平面図であり、１はフイールドの厚い絶縁膜、
２はベース領域、３はエミツタ・コンタクト窓、
４はベース・コンタクト窓を示している。

このような半導体装置に於いて、エミツタ面積
を必要なだけ確保しながら高集積化しようとする
と、エミツタ領域をセルフ・アラインメント方式
で形成することが考えられる。

第２図はエミツタ領域をセルフ・アラインメン
ト方式で形成したバイポーラ・トランジスタの要
部平面図であり、５はフイールドの厚い絶縁膜、
６はベース領域、７はエミツタ・コンタクト窓、
８はベース・コンタクト窓をそれぞれ示してい
る。

ところが、エミツタ領域のセルフ・アラインメ
ント方式に依る形成は然程簡単ではない。特に、
近年のバイポーラ半導体装置では、フイールドに
厚い絶縁膜を形成し、ベース領域が形成される部
分に薄い絶縁膜を形成する構造を採ることが多い
ので問題を生じる。このような形式の半導体装置
としては、例えば、エピタキシヤル成長半導体層
から半導体基板に達するＶ字溝を形成し、その内
側に絶縁膜を形成してから多結晶シリコンで埋め
多結晶シリコン層の表面に厚い絶縁膜を形成した
構成に依つて素子間分離を行なうもの、エピタキ
シヤル成長半導体層から半導体基板に達する埋込
み絶縁層で素子間分離を行なう所謂アイソプレー
ナ型と呼ばれるもの、厚い絶縁膜をエピタキシヤ
ル成長半導体層に埋込み、その下側に半導体基板
に達する高濃度不純物領域を形成した構成に依つ
て素子間分離を行なうもの、などがそれである。

さて、前記のように厚いフイールド絶縁膜と薄
いベース領域形成部分上絶縁膜とを形成するとエ
ミツタ領域をセルフ・アラインメント方式で形成
することが困難である理由を第３図及び第４図を
参照して説明しよう。

第３図及び第４図は第２図の線Ｐ―Ｑで切断し
て矢印方向に見る場合と同様方向に見た半導体装
置の要部側面図であるとする。

図示のように、フイールドに厚い絶縁膜５を形
成し、また、ベース領域形成部分上に薄い絶縁膜
５′を通常の技法で形成した後、第３図に見られ
るように、イオン注入法を適用してベース領域６
を形成する。このベース領域６はエツジ部分で皿
状に浅くなつている。その理由は、厚い絶縁膜５
と薄い絶縁膜５′との境界近傍に所謂バード・ビ
ークが形成されるからであることが知られてい
る。そこで、第４図に見られるように、薄い絶縁
膜５′をウオシユ・アウト法で除去するとエツジ
部分でコレクタである半導体層の表面が露出し、
前回同様イオン注入法でエミツタ領域７′を形成
すると、エミツタ領域７′の一部はコレクタ領域
に入り込み、矢印で指示した部分でコレクタ・エ
ミツタ短絡を生ずることになる。

本発明は、エミツタ領域をセルフ・アライメン
ト方式で形成してもコレクタ・エミツタ短絡が発
生しないように、また、それに加えてエミツタ・
コンタクト窓とベース・コンタクト窓とを同時に
セルフ・アライメント方式で形成できるように
し、位置合わせ余裕分の縮小を可能にして半導体
装置の集積度を向上し且つ信頼性を高めようとす
るものであり、以下これを詳細に説明する。

次に説明する本発明一実施例では第５図に見ら
れる半導体装置を製造する場合であり、第５図の
１１はフイールドの厚い絶縁膜、１２はベース領
域、１３はエミツタ・コンタクト窓、１４はベー
ス・コンタクト窓、１５はコレクタ・コンタクト
窓をそれぞれ示している。また、工程説明図であ
る第６図乃至第９図は第５図の線Ａ―A′に於い
て切断した側断面図であり、第１０図は同じく線
Ｂ―B′に於いて切断した側断面図である。次に、
これ等第６図乃至第１０図を参照しつつ、本発明
一実施例の工程を説明する。

第６図参照 (1) ｎ型半導体層１０のフイールド部分に厚い絶
縁膜１１を、また、その他の部分には薄い絶縁
膜１１′を形成した半導体ウエハを用意する。

第７図参照 (2) 通常の技法に依り、フオト・レジスト膜の形
成、パターン露光、現像を行ない、エミツタ領
域形成用兼エミツタ・コンタクト窓を形成すべ
き部分、ベース・コンタクト窓を形成すべき部
分、コレクタ・コンタクト窓を形成すべき部分
を覆うマスク膜１６を形成する。

(3) イオン注入法を適用して硼素イオンを注入し
てｐ型ベース領域の一部１２_１を形成する。
尚、エミツタ・コンタクト窓及びベース・コン
タクト窓を形成する為のパターンはベース領域
を形成する為のパターンと重なりを持つても一
向に差支えないから、その位置合せ余裕は極め
て大きい。

第８図参照 (4) 所謂ドライ・オツクス技術を適用して弗酸ガ
ス雰囲気中にて高周波放電に曝し、マスク膜１
６の下に在る薄い絶縁膜１１′をエツチング
し、エミツタ・コンタクト窓１３、ベース・コ
ンタクト窓１４、コレクタ・コンタクト窓１５
を形成する。

第９図参照 (5) コレクタ・コンタクト窓１５の部分を例えば
フオト・レジスト膜で覆つてから、再びイオン
注入法を適用して硼素イオンを注入してｐ型ベ
ース領域の一部１２_２を形成する。尚、ベース
領域の一部１２_１及び１２_２に依りベース領域
１２が形成される。

(6) コレクタ・コンタクト窓１５を覆うフオト・
レジスト膜を除去し、新たにベース・コンタク
ト窓１４をフオト・レジスト膜で覆つてから、
更にまたイオン注入法を適用してエミツタ領域
１７及びコレクタ・コンタクト補償領域１８を
形成する。

このような工程を経た後、常法に従つて電極・
配線を形成して完成する。尚、エミツタ領域１７
並びにコレクタ・コンタクト補償領域１８の形成
は、前記工程(5)の後にコレクタ・コンタクト窓１
５を覆うフオト・レジスト膜を除去し、燐硅酸ガ
ラス膜を形成し、ベース・コンタクト窓上に在る
もののみを除去してから熱処理を行なつて所謂固
相・固相拡散法で行なうことができ、また、要す
れば、ベース領域の一部１２_２も固相・固相拡散
法で形成しても良い。

前記のようにして形成したエミツタ領域１７は
第１０図に見られるように、そのエツジに於いて
もベース領域１２の下側に出てしまうことはない
から、エミツタ・コレクタ短絡は生じない。

以上の説明で判るように、本発明に依れば、半
導体基板上に厚いフイールド用絶縁膜及び少なく
ともベース領域を形成すべき部分を覆う薄い絶縁
膜を形成し、次に、前記薄い絶縁膜上に諸コンタ
クト窓を形成すべき部分を覆うマスク膜を形成し
てからイオン注入を行つてベース領域の一部を形
成し、次に、前記マスク膜を介しその下に在る前
記薄い絶縁膜のみをプラズマ・エツチングして除
去することに依り該マスク膜をも除去し少なくと
もエミツタ・コンタクト窓及びベース・コンタク
ト窓を開口してからそれ等窓を介して不純物導入
を行つて残りのベース領域の一部を形成してベー
ス領域を完成させ、次に、エミツタ・コンタクト
窓から不純物を導入してエミツタ領域をセルフ・
アライメントで形成するようにしている。

この構成に依つて得られた半導体装置では、ベ
ース領域及びエミツタ領域のエツジの部分で深さ
が逆転してエミツタ・コレクタ間が短絡するよう
なことはなく、また、エミツタ・コンタクト窓と
ベース・コンタクト窓はドライ・オツクス技術を
用いセルフ・アライメント方式で同時に開口され
るので、それ等の位置合わせ余裕の縮小が可能と
なり、半導体装置の信頼性向上及び集積度向上に
有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術で作られた半導体装置の要部
平面説明図、第２図乃至第４図はエミツタ領域を
セルフ・アラインメント方式で形成する場合の説
明図、第５図乃至第１０図は本発明一実施例を説
明する為の工程説明図である。 図に於いて、１０は半導体基板、１２はベース
領域、１３はエミツタ・コンタクト窓、１４はベ
ース・コンタクト窓、１５はコレクタ・コンタク
ト窓、１６はフオト・レジスト膜、１７はエミツ
タ領域、１８はコレクタ・コンタクト補償領域で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体基板上に厚いフイールド用絶縁膜及び
   少なくともベース領域を形成すべき部分を覆う薄
   い絶縁膜を形成し、 次に、前記薄い絶縁膜上に諸コンタクト窓を形
   成すべき部分を覆うマスク膜を形成してからイオ
   ン注入を行つてベース領域の一部を形成し、 次に、前記マスク膜を介しその下に在る前記薄
   い絶縁膜のみをプラズマ・エツチングして除去す
   ることに依り該マスク膜をも除去し少なくともエ
   ミツタ・コンタクト窓及びベース・コンタクト窓
   を開口してからそれ等窓を介して不純物導入を行
   つて残りのベース領域の一部を形成してベース領
   域を完成させ、 次に、エミツタ・コンタクト窓から不純物を導
   入してエミツタ領域をセルフ・アライメントで形
   成する工程が含まれることを特徴とする半導体装
   置の製造方法。