JPH0123952B2 - - Google Patents

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JPH0123952B2
JPH0123952B2 JP56065211A JP6521181A JPH0123952B2 JP H0123952 B2 JPH0123952 B2 JP H0123952B2 JP 56065211 A JP56065211 A JP 56065211A JP 6521181 A JP6521181 A JP 6521181A JP H0123952 B2 JPH0123952 B2 JP H0123952B2
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JP
Japan
Prior art keywords
layer
mask
polycrystalline silicon
region
forming
Prior art date
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JP56065211A
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English (en)
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JPS57181157A (en
Inventor
Mineo Shimizu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
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Granted legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D48/00—Individual devices not covered by groups H10D1/00 - H10D44/00
    • H10D48/30—Devices controlled by electric currents or voltages
    • H10D48/32—Devices controlled 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
    • H10D48/34—Bipolar devices
    • H10D48/345—Bipolar transistors having ohmic electrodes on emitter-like, base-like, and collector-like regions

Landscapes

  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、バイポーラ型の半導体集積回路装
置の製造方法に関するものである。
バイポーラ型半導体集積回路装置の製造におい
て、トランジスタのベース面積を縮小させること
は、集積度を上げる効果のみならず、容量低減化
と相まつて素子の高速化を期待できることが知ら
れている。
そこで、先に同発明者らは、多結晶シリコンを
引出しベース電極として用いることにより、電極
配線のパターン余裕を減じることなくベース面積
の縮小を達成する方法を開発した。
しかるに、この方法をもつてしても、エミツタ
コンタクトとベースコンタクトの間隔がマスク合
せ余裕で規定されるため縮小化には限界があつ
た。
この発明は上記の点に鑑みなされたもので、エ
ミツタコンタクトとベースコンタクトの間隔をサ
ブミクロンとすることができ、しかもベース領域
中にエミツタ領域を形成する際の合せ余裕を全く
考慮する必要がないため、ベース領域の大幅な縮
小が可能であり、高集積化とともに素子の高速化
を達成できる半導体集積回路装置の製造方法を提
供することを目的とする。
以下この発明の実施例を第1図ないし第11図
を参照して説明する。
第1図において、1はP型シリコン基板であ
り、まず、このシリコン基板1上にN+埋込み層
2を形成する。次に、シリコン基板1上にN型エ
ピタキシヤル層3を形成する。しかる後、エピタ
キシヤル層3の選択された表面に、熱成長シリコ
ン酸化膜4と窒化シリコン膜5からなる選択酸化
のためのマスク層6を形成する。そして、表面に
窒化シリコン層5を有しないエピタキシヤル層3
をエツチングして図示しない溝を形成した後、酸
化処理することにより、溝に対応する部分に分離
酸化膜7を形成する。第1図は、この分離酸化膜
7の形成工程までを終了した状態を示している。
次に、マスク層6を除去した後、図示しないデ
イープコレクタ領域を形成する。
次に、上記デイープコレクタ領域形成時にエピ
タキシヤル層3の表面に形成された図示しない酸
化膜を除去した後、露出したエピタキシヤル層3
の表面および分離酸化膜7の表面に、第2図に示
すようにノンドープの第1の多結晶シリコン層8
を形成する。さらに、この第1の多結晶シリコン
層8の表面に窒化シリコン層9、この窒化シリコ
ン層9の表面に酸化シリコン層10、この酸化シ
リコン層10の表面に多結晶シリコンからなる第
1のマスク層11を順次形成する。ここで、第1
の多結晶シリコン層8は約1000Å厚、第1のマス
ク層11は約3000Å厚に各々形成される。一方、
窒化シリコン層9と酸化シリコン層10は各々約
3000Å厚に形成される。
しかる後、第1のマスク層11を選択的に除去
することにより、エピタキシヤル層3上の選択さ
れた表面領域に、第1のマスク層11からなる第
1のマスク領域12を第3図に示すように形成す
る。次に、この第1のマスク領域12をマスクに
して酸化シリコン層10をエツチングすることに
より、この酸化シリコン層10からなる第2のマ
スク領域13を形成する。この時、酸化シリコン
層10は5000Å程度オーバーエツチする。これに
より、第2のマスク領域13は、第1のマスク領
域12の外形より小さい外形を有して得られる。
次に、第2のマスク領域13をマスクとして窒
化シリコン層9をエツチングすることにより、こ
の窒化シリコン層9からなる第3のマスク領域1
4を第4図に示すように形成する。しかる後、シ
リコン基板1上の全面に物理的手段、たとえば蒸
着により第2の多結晶シリコン層を3000Å厚に形
成する。この時、第2の多結晶シリコン層の膜厚
が、第1ないし第3のマスク領域12,13,1
4を合わせた厚みより薄いため、第2の多結晶シ
リコン層はマスク段差部で段切れを起し、第1の
マスク領域12上部の第2の多結晶シリコン層1
51と、第1の多結晶シリコン層8上の第2の多
結晶シリコン層152とに分かれる。しかも、第
1ないし第3のマスク領域12,13,14から
なるT形マスク故、第2の多結晶シリコン層15
2は、第3のマスク領域14から間〓を隔てて形
成される。次に、1000℃で熱処理し、第2の多結
晶シリコン層151,152を再結晶させる。
しかる後、第5図に示すように、シリコン基板
1上の全面に対してボロンイオンの打込みを行な
う。これにより、第2の多結晶シリコン層151,
152には、第1のマスク領域12によりマスク
されて影となる部分を除いてボロンイオンが注入
される。
次に、弗酸溶液に浸すことにより、第6図に示
すように第2のマスク領域13を除去すると同時
に、その上の第1のマスク領域12および第2の
多結晶シリコン層151を除去する。この時、第
2の多結晶シリコン層152および第1の多結晶
シリコン層8は溶解されない。また、窒化シリコ
ン層(第3のマスク領域14)の弗酸に対する溶
解速度が、CVD酸化シリコン層(第2のマスク
領域13)のそれと比較して1/20以下であり、た
とえば第2のマスク領域13の幅が2μmの場合で
も、弗酸で除去する際に同時にエツチングされる
第3のマスク領域14の厚みが高々1500Åである
から、依然として1500Å厚の第3のマスク領域1
4が残存する。
次に、酸化処理を施すことにより、第3のマス
ク領域14と第2の多結晶シリコン層152間の
間〓部で露出している第1の多結晶シリコン層8
部分および第2の多結晶シリコン層152の表面
を第7図に示すように熱酸化膜16に変換する。
このように熱酸化膜16を形成する方法として
は、第1の多結晶シリコン層8の膜厚が1000Å、
第2の多結晶シリコン層152の膜厚が3000Åで
あるから、2500Å厚程度の熱酸化膜を形成する条
件で上記酸化処理を行う。このようにして酸化処
理を行うと、同時に、先に注入されたボロンが第
2の多結晶シリコン層152からエピタキシヤル
層3に拡散する。したがつて、エピタキシヤル層
(コレクタ領域)3には、サイドベース領域(第
1の拡散領域)17が形成される。
しかる後、170℃のリン酸に浸すことにより、
酸化されずに残留している第3のマスク領域14
を第8図に示すように除去する。次に、シリコン
基板1上の全面に対してボロンイオンを打込むこ
とにより、露出した第1の多結晶シリコン層8に
ボロンイオンを注入し、続けてアニールすること
により、エピタキシヤル層3に、サイドベース領
域17から延在するメインベース領域18を形成
する。
しかる後、今度は第1の多結晶シリコン層8に
ヒ素イオンを注入する。そして、アニールするこ
とにより、第9図に示すようにメインベース領域
18中にエミツタ領域19を形成する。
次に、第2の多結晶シリコン層152上の熱酸
化膜16に第10図に示すように窓20を形成す
る。
しかる後、電極金属の全面被着とパターニング
を行うことにより、第11図に示すように、ベー
ス電極21とエミツタ電極22を形成する。
なお、上記方法においては、第2の多結晶シリ
コン層151,152とは別に了め第1の多結晶シ
リコン層8を形成しているが、これは次なる理由
からである。第1に、第1の多結晶シリコン層8
が形成されていないと、窒化シリコン層9が直接
シリコンエピタキシヤル層3表面と接触するた
め、後工程で窒化シリコン層9および同窒化シリ
コン層9からなる第3のマスク領域14をシリコ
ンエピタキシヤル層3とは選択的にエツチングす
ることが困難となる。また、窒化シリコン層が除
去されたシリコンエピタキシヤル層3表面は荒れ
るため、良好なコンタクトが形成できなくなる。
これらを防止するため第1の多結晶シリコン層8
が形成されている。また、メインベース領域18
内に不純物をイオン注入してエミツタ領域19を
形成する場合、薄い第1の多結晶シリコン層8を
介してイオン注入すると、メインベース領域18
(シリコンエピタキシヤル層)表面の歪の発生が
抑制される効果がある。この効果を得るため、第
1の多結晶シリコン層8が形成されている。
以上の実施例から明らかなように、この発明の
半導体集積回路装置の製造方法は、コレクタ領域
としての一導電型のシリコン基体上に第1の多結
晶シリコン層、窒化シリコン層、酸化シリコン層
および第1のマスク層を順次形成した後、第1の
マスク層からなる第1のマスク領域、これより小
さい酸化シリコン層からなる第2のマスク領域お
よび窒化シリコン層からなる第3のマスク領域を
形成した上で、第2の多結晶シリコン層を付着形
成し、それに第1のマスク領域をマスクとして第
2導電型の不純物をイオン打込みし、しかる後、
第2のマスク領域より上を除去した上で、露出し
ている部分の第1の多結晶シリコン層および残存
している第2の多結晶シリコン層の表面を熱酸化
膜に変換すると同時に、シリコン基体内に第2導
電型の第1の拡散領域を形成し、しかる後、第3
のマスク領域を除去することにより露出した第1
の多結晶シリコン層を介して、まず、第2導電型
の不純物を拡散することによりシリコン基体中に
ベース領域を形成し、次に、一導電型の不純物を
拡散することによりベース領域内にエミツタ領域
を形成するものである。したがつて、エミツタコ
ンタクトとベースコンタクトの間隔はサブミクロ
ン、すなわち第10図にdで示す熱酸化膜の厚さ
部分のみとなる。また、ベース領域中にエミツタ
領域を形成する際の合せ余裕は全く考慮する必要
がない。その結果、ベース抵抗の大幅な減少なら
びにベース領域の大幅な縮小が可能であり、高集
積化とともに素子の高速化を達成できるものであ
る。また、第2の多結晶シリコン層を引出しベー
ス電極とすることができるから、この点からも、
電極配線の合せ余裕、パターニング余裕を減じる
ことなくベース領域の縮小化が可能となり、より
一層の高集積化と高速化を達成できる。さらに、
表面の段差は従来方法によるものと同程度なの
で、多層配線としてLSIを作成することも容易で
ある。さらに、この発明の方法によれば、第1な
いし第3のマスク領域によりT形にマスクを形成
しており、このT形のマスクを有する状態で第2
の多結晶シリコン層を被着することにより、第1
の多結晶シリコン層(シリコン基体)上において
は、一回り小さい最下部の第3のマスク領域より
間〓を隔てて第2の多結晶シリコン層を形成でき
るようになり、そして、前記間〓を有することに
より、後工程における多結晶シリコン層の酸化時
に、第2の多結晶シリコン層の表面および間〓部
における第1の多結晶シリコン層を良好に酸化膜
に変換でき、エミツタコンタクト・ベースコンタ
クト間距離を決める微細幅な酸化膜を良好に形成
できる。また、この発明によれば、シリコン基体
上に第1層として第1の多結晶シリコン層を形成
したので、マスク形成時、特に窒化シリコンから
なる第3のマスク領域形成時、ならびに後工程で
第3のマスク領域を除去する際、シリコン基体が
露出されないので、該シリコン基体を保護でき、
良好なコンタクト形成が可能となる。さらに、ベ
ース領域に不純物を導入しエミツタ領域を形成す
る際、上記第1の多結晶シリコン層を介して導入
しており、これにより、ベース領域表面の歪の発
生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第11図はこの発明による半導体
集積回路装置の製造方法の実施例を説明するため
の断面図である。 1…P型シリコン基板、3…N型エピタキシヤ
ル層、8…第1の多結晶シリコン層、9…窒化シ
リコン層、10…酸化シリコン層、11…第1の
マスク層、12…第1のマスク領域、13…第2
のマスク領域、14…第3のマスク領域、151,
152…第2の多結晶シリコン層、16…熱酸化
膜、17…サイドベース領域(第1の拡散領域)、
18…メインベース領域、19…エミツタ領域。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 コレクタ領域として作用する一導電型のシリ
    コン基体表面に第1の多結晶シリコン層を形成す
    る工程と、この第1の多結晶シリコン層表面に窒
    化シリコン層を形成する工程と、この窒化シリコ
    ン層表面に酸化シリコン層を形成する工程と、こ
    の酸化シリコン層表面に第1のマスク層を形成す
    る工程と、この第1のマスク層を選択的に除去し
    て、上記シリコン基体上の選択された表面領域上
    に第1のマスク層からなる第1のマスク領域を形
    成する工程と、この第1のマスク領域をマスクと
    して上記酸化シリコン層を選択的に除去すること
    により、上記第1のマスク領域外形より小さい上
    記酸化シリコン層からなる第2のマスク領域を形
    成する工程と、この第2のマスク領域をマスクと
    して上記窒化シリコン層を選択的に除去すること
    により、上記窒化シリコン層からなる第3のマス
    ク領域を形成する工程と、上記シリコン基体上に
    物理的手段により第2の多結晶シリコン層を付着
    形成することにより、露出第1の多結晶シリコン
    層上においては、第3のマスク領域から間〓を隔
    てて第2の多結晶シリコン層を形成する工程と、
    上記第1のマスク領域をマスクとして第2導電型
    の不純物をイオン打込みにより多結晶シリコン層
    に注入する工程と、上記第2のマスク領域を除去
    すると同時に第1のマスク領域およびその表面に
    形成された第2の多結晶シリコン層を除去する工
    程と、前記第1の多結晶シリコン層上に残存して
    いる第2の多結晶シリコン層の表面および該第2
    の多結晶シリコン層と第3のマスク領域間の間〓
    部で露出している第1の多結晶シリコン層部分を
    熱酸化膜に変換すると同時に、第2の多結晶シリ
    コン層からの不純物拡散によりシリコン基体内に
    第2導電型の第1の拡散領域を形成する工程と、
    上記第3のマスク領域を除去する工程と、露出さ
    れた上記第1の多結晶シリコン層を介して第2導
    電型の不純物を拡散し、上記第1の拡散領域から
    延在するベース領域をシリコン基体中に形成する
    工程と、露出された上記第1の多結晶シリコン層
    を通して一導電型の不純物を拡散することによ
    り、上記ベース領域内にエミツタ領域を形成する
    工程とを具備してなる半導体集積回路装置の製造
    方法。
JP56065211A 1981-05-01 1981-05-01 Manufacture of semiconductor integrated circuit device Granted JPS57181157A (en)

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JPS57181157A JPS57181157A (en) 1982-11-08
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5933271B2 (ja) * 1978-09-20 1984-08-14 株式会社日立製作所 半導体装置の製造方法

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