KR920000632B1 - High quality bipolay transistor and its manufacturing method - Google Patents
High quality bipolay transistor and its manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- KR920000632B1 KR920000632B1 KR1019880012324A KR880012324A KR920000632B1 KR 920000632 B1 KR920000632 B1 KR 920000632B1 KR 1019880012324 A KR1019880012324 A KR 1019880012324A KR 880012324 A KR880012324 A KR 880012324A KR 920000632 B1 KR920000632 B1 KR 920000632B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- bipolar transistor
- oxide film
- forming
- bsg
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 17
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 12
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims description 10
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 8
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 7
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 abstract description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 abstract description 3
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 12
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 7
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 3
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 arsenic ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/70—Bipolar devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Bipolar Transistors (AREA)
Abstract
Description
제1도는 종래의 바이폴라 트랜지스터의 수직구조도.1 is a vertical structure diagram of a conventional bipolar transistor.
제2도는 이 발명의 바이폴라 트랜지스터의 수직구조도.2 is a vertical structure diagram of a bipolar transistor of the present invention.
제3a도-제3k도는 이 발명의 바이폴라 트랜지스터의 제조방법을 설명하기 위한 각 공정별 수직구조도이다.3A to 3K are vertical structure diagrams for respective processes for explaining a method of manufacturing a bipolar transistor of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
1 : 실리콘기판 2 : 매몰층1
3 : 에피층 4 : N+층3: epi layer 4: N + layer
5 : 필드산화막 6 : 패드산화막5: field oxide film 6: pad oxide film
7 : 포토리지스트 8 : p-이온주입층7: photoresist 8: p-ion implantation layer
9 : 질화막 10 : 산화막9 nitride film 10 oxide film
11 : 포토리지스트 12 : BSG막11: photoresist 12: BSG film
14 : BSG측벽 16 : 산화막14
17 : p-층 13,18 : p층17: p-layer 13,18: p layer
19 : p+층 20 : 폴리실리콘19: p + layer 20: polysilicon
21 : 산화막 22 : N+층21: oxide film 22: N + layer
24 : 내부연결폴리 25 : 산화막24: internal connection poly 25: oxide film
26 : 포토리지스트 28 : 장벽금속층26: photoresist 28: barrier metal layer
29 : 금속층29: metal layer
이 발명은 BSG와 단일 폴리실리콘을 이용하여 에미터를 자기정합시키는 고성능 바이폴라 트랜지스터의 구조와 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a structure of a high performance bipolar transistor that self-aligns an emitter using BSG and a single polysilicon, and a method of manufacturing the same.
종래의 바이폴라 트랜지스터의 수직구조도는 제1도에서 도시하고 있는 바와 같다. 여기에서 알 수 있는 바와 같이 실리콘기판(31)상에 매몰층(32), 에피층(33), N+층(34) 및 필드산화막(35)이 형성되고 고농도 p+층(36)은 1차 폴리실리콘(37)과 접속을 이루고 있고 P-층(40)위의 고농도 n+층(39)은 2차 폴리실리콘(38)과 접속을 이루고 있으며 트랜지스터의 각 영역의 상기 1,2차 폴리실리콘(37,38)은 각각 금속(41)으로 접속이 이루어져 있다.The vertical structure diagram of a conventional bipolar transistor is as shown in FIG. As can be seen here, the buried
이와 같은 종래의 바이폴라 트랜지스터에서는 더블 폴리실리콘을 이용하기 때문에 마스크층이 더 추가되어 공정상의 복합화와 디바이스의 성능 저하를 가져오게 되고, p+층(3)이 1차 폴리실리콘(37)과 접속을 이루게 되므로 Rb를 줄이는데 한계가 있기 때문에 동작속도와 노이즈 면역특성을 개선하는데 한계가 있게 된다. 또한 에미터영역과 엑스트린식 베이스영역의 측방확산에 의한 오우버랩이 고농도층의 누설전류를 유발하게 되므로 내압이 낮아지고 전류증폭도의 저하를 초래하게 되며, 특히 고농도 p+층에 의해 형성되는 고전계가 캐리어의 충돌을 유발시켜 표면 누설전류를 야기하게 되는 문제가 있게 된다.In the conventional bipolar transistor, since the double polysilicon is used, a mask layer is further added, resulting in process complexity and device performance, and the p +
이 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 이 발명의 목적은 고농도 층간의 충돌을 최소화로 유지시켜 누설전류의 방지, 정선 브레이크다운 및 hFE등의 디바이스특성이 개선되게 하고, 또한 Rb를 줄여 동작속도 향상 및 노이즈 특성이 개선되게 하여, 특히 공정의 단순화에 따른 원가절감 및 수율향상을 기대할 수 있게 되는 고성능 바이폴라 트랜지스터 및 그 제조방법을 제공하는데 있는 것이다. 이 발명의 특징은 바이폴라 트랜지스터가 단일의 폴리실리콘층으로 구성되고 트랜지스터의 각각의 영역인 p-층과 p+층이 p층으로 연결되는 고성능 바이폴라 트랜지스터의 구조에 있으며, 이러한 바이폴라 트랜지스터의 제조방법에 있어서 통상의 인트린식 베이스를 형성하는 공정과, 상기 공정후 질화막과 산화막의 적층구조로 에미터영역을 한정하고 BSG를 데포지션한후 어닐링을 실시하는 공정과, 상기 공정후 에미터 영역을 한정하는 질화막 및 산화막의 측방에 비등방성 식각법으로 BSG 측벽을 형성한 다음 이온을 주입하고 어닐링을 실시하여 p+층, p층, p-층을 형성하는 공정과, 상기 공정후 상기 질화막 및 패드 산화막을 제거하고 폴리실리콘을 데포지션한 후 이온을 주입하는 공정과, 상기 공정후 어닐링을 실시하여 N+층의 에미터영역을 형성하는 공정과, 상기 공정후 내부연결폴리를 형성하고 사진 및 식각공정으로 형성되는 오프닝에 장벽금속층과 금속층을 차례로 형성하는 공정과, 상기 금속층에 대한 통상의 사진 식각공정 및 열처리 공정으로 바이폴라 트랜지스터를 제조하게 된다는데 있는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve this problem, and an object of the present invention is to minimize collisions between high concentration layers, thereby improving device characteristics such as prevention of leakage current, line breakdown and h FE , and also reducing Rb. It is to provide a high-performance bipolar transistor and a method of manufacturing the same, which improves the operating speed and improves the noise characteristics, and in particular, expects cost reduction and yield improvement due to the simplification of the process. A feature of the present invention is the structure of a high performance bipolar transistor in which the bipolar transistor is composed of a single polysilicon layer and the p- and p + layers, which are respective regions of the transistor, are connected to the p-layer. A process of forming a normal intrinsic base, a process of defining an emitter region in a laminated structure of a nitride film and an oxide film after the process, depositing an BSG, and performing annealing, and a nitride film defining an emitter region after the process And forming an BSG sidewall by anisotropic etching on the side of the oxide film, implanting ions and annealing to form a p + layer, a p layer, and a p- layer, and removing the nitride film and the pad oxide film after the process. Depositing ions after depositing polysilicon and annealing after the step to form an emitter region of the N + layer Forming a barrier metal layer and a metal layer at an opening formed by the process, forming an interconnect poly after the process, and forming a photolithography and an etching process; and producing a bipolar transistor by a general photolithography process and a heat treatment process for the metal layer. It is to be.
이하, 첨부한 이 발명의 일실시예에 따라 이 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to one embodiment of the present invention.
제2도는 이 발명 바이폴라 트랜지스터의 수직구조도로서 에미터영역 아래의 p-층(17)과 베이스영역의 p+층(19)이 p층(18)으로 연결되고 상기 에미터영역의 N+층(22)과 금속층(29) 사이에는 단일의 내부연결폴리(24)가 형성되며, 상기 금속층(29)과 베이스영역의 p+층(19) 및 상기 금속층(29)과 내부 연결폴리(24)사이에는 장벽 금속층(28)이 형성된다.2 is a vertical structure diagram of the bipolar transistor of the present invention, in which the p-
비저항이 15-200Ω㎝인 보론이 도우핑된〈100〉결정면의 실리콘기판(1)을 출발물질로 하여 4000-6000Å정도의 초기 산화막을 기른후 사진 및 식각공정을 실행하고 고농도의 비소이온을 주입하여 매몰층(2)을 형성한다. 이후 인으로 도우핑된 에피층(Epitaxial Layer)(3)을 2.0-2.5㎛정도 형성하고, 또한 N-층(4)을 형성한 다음 통상의 방법으로 액티브 영역을 한정하기 위한 6000-8000Å정도의 필드산화막(5)을 형성한다(제3a도). 상기 공정이후 기판상부 전면에 400-600Å정도의 패드산화막(6)을 형성하고 포토리지스트(7)를 이용하여 인트린식(Intrinsic) 베이스영역을 한정한 후 도우즈 3-7 E13 및 에너지 30-50KeV 불순물원 보론을 주입하여 p-이온주입층(8)을 형성한다(제3b도). 상기 포토리지스트(7)를 제거하고 1200-1500Å정도의 질화막(9)과 2500-3000Å정도의 산화막(10)을 데포지션한다음 포토리지스트(11)를 에미터영역과 콜렉터영역을 한정한다(제3c도). 상기 포토리지스트(11)를 마스크로하는 상기 질화막(9)과 산화막(10)의 식각공정을 통하여 에미터영역과 콜렉터영역을 한정한 후 상기 포토리지스트(11)를 제거하고 3-7% 보론(B) 소오스를 포함하는 BSG막(12)을 3000-5000Å정도의 두께로 데포지션한 다음 900-1000℃ 온도에서 어닐링을 실시하여 상기 BSG막(12)을 확산 소오스로 하는 p층(13)을 형성한다(제3d도). 상기 공정이후 비등방성 식각법을 통하여 실리콘기판을 노출시킴으로써 질화막(9)과 산화막(10)의 적층구조로 한정된 상기 에미터영역의 측벽과 상부에만 상기 BSG막(12)을 남겨 BSG측벽(14)이 형성되게 된다. 상기 BSG측벽(14)이 형성된 에미터영역을 마스크층으로 하여 도우스 1-3E15, 에너지 30-50KeV 불순물원 보론을 주입하여 엑스트린식(extransic) 베이스영역이 되는 p+이온주입층(15)을 형성한다. 이때 주입되는 상기 이온은 BSG 측벽(14)에 의하여 차단되므로 BSG 측벽(14)하부의 실리콘 기판은 p층을 계속 유지하게 된다(제3e도). 상기 공정이후 BSG 측벽(14)을 제거하기 위하여 상기 에미터 영역의 측벽과 상부에만 BSG막(12)을 식각한다. 노출되는 베이스 영역의 실리콘기판을 산화하여 2000-2500Å정도의 산화막(16)을 성장시키는 동안 p+층(15), BSG측벽(14) 하부의 p층(13) 및 에미터영역 하부의 p-층(8)의 불순물이 확산되어 엑스트린식 베이스의 p+층(19), p층(18) 및 인트린식 베이스의 p-층(17)의 확산영역을 각각 형성하게 된다. 이때 상기 측벽산화막(14)에 의해 형성되는 p층(18)은 인트린식 베이스영역의 p-층(17)과 엑스트린식 베이스영역의 p+층(19)을 연결하게 된다(제3f도). 상기 공정이후 질화막(9)과 질화막(9)하부의 패드산화막(6)을 제거하고 폴리실리콘(20)을 2500-5000Å 데포지션한 후 도우스 4-7 E15 에너지 100-140KeV 불순물원 비소로 이온을 주입한다음 4000-5000Å정도의 산화막(21)을 침적하고 에미터영역을 형성하기 위해 온도 1000℃에서 20-30분정도 어닐링을 실시하여 에미터영역의 n+층(22)을 형성한다(제3g도). 상기 공정이후 포토리지스트를 이용하여 내부 연결 폴리가 형성될 부분을 한정한다(제3h도). 상기 산화막(21)을 마스크로하여 에미터영역의 N+층(22) 상부에 내부 연결폴리(24)를 형성하고 5000Å정도의 산화막(25)을 데포지션한다(제3i도). 상기 공정이후 포토리지스트(26)를 이용하여 오프닝 형성 부위를 한정한다(제3j도). 상기 포토리지스트(26)를 마스크로하여 상기 산화막(25)에 오프닝을 낸후 TiN의 장벽금속층(28)과 금속층(29)을 차례로 데포지션하고 통상의 사진 및 식각공정과 열처리공정을 통하여 바이폴라 트랜지스터의 최종 구조물을 완성한다.Using a silicon substrate (1) on a <100> crystal plane doped with boron with a resistivity of 15-200Ωcm as a starting material, an initial oxide layer of about 4000-6000Å was grown, followed by photographic and etching processes, and high concentration of arsenic ions. The buried
이상에서 설명한 바와 같은 이 발명 인트린식 및 엑스트린식 베이스영역이 보론이 포함된 BSG막을 소오스로 하여 형성된 p층으로 연결됨에 따라 디바이스의 노이즈 면역성 및 동작속도가 향상되고 또한 고농도의 n+층과 p+층의 충돌이 억제되어 누설전류의 감소와 정션브레이크 다운 전압의 상승 및 전류 증폭도가 향상되는 효과를 얻을 수 있게 되며, 특히 장벽금속에 의한 스파이크 방지 및 접촉저항의 감소와 마스크층의 생략에 따른 공정의 단순화가 가능하게 되는 특유의 효과를 가진다.As described above, the intrinsic and extrinsic base regions of the present invention are connected to the p layer formed by using the BSG film containing boron as a source, thereby improving noise immunity and operating speed of the device, and also increasing the concentration of n + and p + layers. The collision of is suppressed so that the leakage current, the rise of the junction breakdown voltage and the current amplification degree can be improved, and in particular, the prevention of spike by the barrier metal, the reduction of contact resistance and the elimination of the mask layer It has a unique effect that can be simplified.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019880012324A KR920000632B1 (en) | 1988-09-23 | 1988-09-23 | High quality bipolay transistor and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019880012324A KR920000632B1 (en) | 1988-09-23 | 1988-09-23 | High quality bipolay transistor and its manufacturing method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR900005617A KR900005617A (en) | 1990-04-14 |
KR920000632B1 true KR920000632B1 (en) | 1992-01-17 |
Family
ID=19277972
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019880012324A KR920000632B1 (en) | 1988-09-23 | 1988-09-23 | High quality bipolay transistor and its manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR920000632B1 (en) |
-
1988
- 1988-09-23 KR KR1019880012324A patent/KR920000632B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR900005617A (en) | 1990-04-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5163178A (en) | Semiconductor device having enhanced impurity concentration profile | |
EP0001300B1 (en) | Method of manufacturing a locos semiconductor device | |
JPH0969528A (en) | Semiconductor device and fabrication thereof | |
KR900005123B1 (en) | Bipolar transistor manufacturing method | |
KR0171128B1 (en) | A vertical bipolar transistor | |
KR0154304B1 (en) | Method of fabricating bicmos device | |
JPH03124065A (en) | Integrated circuit element | |
KR920000632B1 (en) | High quality bipolay transistor and its manufacturing method | |
JPS5947468B2 (en) | Bipolar transistor manufacturing method | |
JPH07161729A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
KR100268857B1 (en) | Manufacture method of vertical bipolar transistor | |
KR940010913B1 (en) | High voltage bipolar transistor and manufacturing method thereof | |
RU2106037C1 (en) | Method for producing vertical p-n-p transistor as part of integrated circuit | |
KR950000137B1 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JPS63204648A (en) | Manufacture of bipolar transistor | |
JP3186057B2 (en) | Method of manufacturing bipolar IC and junction capacitor of bipolar IC | |
JPS60105265A (en) | Manufacture of complementary type semiconductor device | |
JPH01246871A (en) | Manufacture of bipolar transistor | |
JP3297102B2 (en) | Method of manufacturing MOSFET | |
JP2770762B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
JPS63261749A (en) | Semiconductor device and manufacture thereof | |
JPS63164356A (en) | Manufacture of semiconductor integrated circuit | |
JPS63228662A (en) | Manufacture of complementary type mos semiconductor device | |
KR19980036110A (en) | Bipolar Junction Transistor Manufacturing Method | |
JPH06275785A (en) | I2l semiconductor device and its manufacture |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
G160 | Decision to publish patent application | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20051206 Year of fee payment: 15 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |