JPH01309372A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH01309372A
JPH01309372A JP63140690A JP14069088A JPH01309372A JP H01309372 A JPH01309372 A JP H01309372A JP 63140690 A JP63140690 A JP 63140690A JP 14069088 A JP14069088 A JP 14069088A JP H01309372 A JPH01309372 A JP H01309372A
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Katsuyuki Inayoshi
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(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】 〔概 要〕 半導体装置の製造方法、特に電流増幅率の異なる複数の
バイポーラトランジスタを具備する半導体装置の製造方
法に関し、 工程が簡略化される製造方法を提供することを目的とし
、 一導電型ベース領域上の絶縁膜にエミッタ窓を開孔し、
該エミッタ窓内を含む該絶縁膜上にノンドープ・シリコ
ン層を形成し、該ノンドープ・シリコン層の上層部に3
!!L沢的に反対導電型不純物を導入し、熱処理により
該反対導電型不純物を該エミッタ窓を介し且つ該シリコ
ン層のノンドープ領域を介して該ベース領域内へ拡散さ
せて該ベース領域内に反対導電型エミッタ領域を形成す
る工程を用いて一半導体基板上に複数のバイポーラトラ
ンジスタを形成する工程を含み、且つ複数の工ミッタ窓
の開孔幅を変え、該エミッタ窓の開孔幅と該シリコン層
の厚さとの兼ね合いにより該エミッタ領域の深さを制御
して、小さい開孔幅のエミッタ窓の下部に、大きい開孔
幅のエミッタ窓の下部に形成される第2のエミッタ領域
よりも浅い第1のエミッタ領域を形成する構成を有する
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体装置の製造方法、特に電流増幅率の異な
る複数のバイポーラトランジスタを具備する半導体装置
の製造方法に関する。
ニーズ、機能の多様化、高性能化に伴い、バイポーラト
ランジスタの電流増幅率(hFi)にも多種の要求が出
てきており、−,24板上にhFEの大きさの異なるバ
イポーラトランジスタが併設されて回路構成がなされた
半導体ICが要求されている。
しかしコスト競争の激しい半導体分野においては、製造
工程を増やして上記要求に応えるわけにはいかず、工程
増を伴わない製造方法の開発が望まれている。
〔従来の技術〕
バイポーラトランジスタにおいて、hFEの大きさの異
なるトランジスタは、 ■エミッタの深さを変えて、ベースの残り幅を変化させ
る。
■エミッタの濃度を変えて、エミッタの注入効率を変化
させる。
■ベースの深さを変えて、ベースの残り幅を変化させる
■ベースの濃度を変えて1、エミッタの注入効率を変化
させる。
等によって形成される。
従来の製造方法においては、上記手段を達成するために
、例えばエミッタ或いはベースの深さを変えるには不純
物の拡散温度を変化させる、エミッタ或いはベースの濃
度を変えるには2度の不純物イオン注入を行う等、工程
数を増すことによって対処していた。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし上記工程数の増大を伴う従来の製造方法において
は、工程手番及び製造コストの増大が避けられないため
に、納期短縮、低コスト化の面で問題を生じていた。
そこで本発明は、工程が簡略化される製造方法の提供を
目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題は、−導電型ベース領域上の絶縁j模にエミッ
タ窓を開孔し、該エミッタ窓内を含む該絶縁膜上にノン
ドープ・シリコン層を形成し、該ノンドープ・シリコン
層の上層部に選択的に反対導電型不純物を導入し、熱処
理により該反対導電型不純物を該エミッタ窓を介し且つ
該シリコン層のノンドープ領域を介して該ベース領域内
へ拡散させて該ベース領域内に反対4電型エミッタ領域
を形成する工程を用いて一半n体基板上に複数のバイポ
ーラトランジスタを形成する工程を含み、且つ複数のエ
ミッタ窓の開孔幅を変え、該エミッタ窓の開孔幅と該シ
リコン層の厚さとの兼ね合いにより該エミッタ領域の深
さを制御して、小さい開孔幅のエミッタ窓の下部に、大
きい開孔幅のエミッタ窓の下部に形成される第2のエミ
ッタ領域よりも浅い第1のエミッタ領域を形成する本発
明による半導体装置の製造方法によって解決される。
〔作 用] 第1図(a)〜(C1は本発明の原理を示す工程断面図
である。
本発明の方法においては同図(alに示すように、深さ
の等しい複数の例えばp型ベース領域(2八)、(2B
)が形成された半導体基板(1)上の絶縁膜(3)に、
開孔幅の異なる複数のエミッタ窓(4八)、(4B)等
を形成し、該エミッタ窓内を含む絶縁膜(3)上に所定
厚さのノンドープ・シリコン層(5)を形成する。この
ようにすると、エミッタ窓(4A)、(4B)の開孔幅
(Wa ) 、(W8)  とシリコン層(5)の厚さ
との兼ね合いにより開孔幅の小さいエミッタ窓(4A)
上のシリコン層(5A)の厚さり、が開孔幅の大きいエ
ミッタ窓(4B)上のシリコン層(5B)の厚さ ta
よりも厚くなる。
同図は小さいエミッタ窓(4八)の開花幅が(WA )
がシリコン層の成長厚さ(1)の2倍以下に、大きいエ
ミッタ窓(4B)の開花幅(Wll)がシリコン層の成
長厚さ(1)の2倍より大幅に大きく制御された典型的
な例である。
このようにノンドープ・シリコン層(5)を形成した後
、本発明の方法においては同図(b)に示すようにノン
ドープ・シリコン層(5)の上層部に選択的にエミッタ
形成用の不純物例えば砒素(As” )をイオン注入(
1,I)により導入する。(6)はA4人層を示す。
そして貰温の短時間熱処理を行い、エミッタ窓(4八)
及び(4B)の上部のへsB人層(6)からエミッタ窓
(4A)、(4B)を介し且つ該エミッタ窓(4八)、
(4B)上のシリコン層(5八)、(5B)を通してベ
ース領域(2A)、(2B)内へ不純物を拡散させ、同
図(e)に示すように、エミッタ窓(4八)、(4B)
の下部にn゛型を有する第1のエミッタ領域(7八)、
第2のエミッタ領域(7B)を形成する。この際前記の
ようにシリコン層(5A)の厚さ LAが厚く形成され
ておりベース領域(2A)までの不純物の拡散距離が長
い小さい開孔幅のエミッタ窓(4A)の下部には浅い第
1のエミッタ領域(7八)が、シリコン層(5B)の厚
さ tsが薄く形成されていてベース領域(2B)まで
の拡散距離の短い大きい開花幅のエミッタ窓(4B)の
下部には深い第2のエミッタ領域(7B)が形成される
このように本発明の方法によれば、1回の固相拡散工程
により深さの異なる複数のエミッタ領域が形成できるの
で、異なるhFEを有する複数のバイポーラトランジス
タを有する半導体装置の製造工程が大幅に筒略化される
〔実施例〕
以下本発明を、ポリSi引出しベース電極を備えたアイ
ソプレーナ型を有し、h 、 Eの値の異なる複数のバ
イポーラトランジスタを具備する半導体装置を製造する
際の−・実施例につい°C1第2図(al〜(f)に示
す工程断面図を参照して具体的に説明する。
第2図(81参照 先ず通常のバイポーラトランジスタの形成方法に従い、
コレクタとなるn型半導体基体11の表面部に、選択酸
化法により小型の低いhyE;f−存するバイポーラト
ランジスタ(Try)が形成される例えば幅3μrn程
度の領域12A、及び大型の高いhFEを有するハ・イ
ボーラトランジスタ(Trz)が形成される例えば幅5
μm程度の領域12Bを分離画定するフィールド酸化膜
13を形成する。
第2図(bl参照 次いで該基板上に厚さ0.5μm程度の厚さを有するポ
リSi層を形成し、該ポリSi層に例えば硼素CB)を
高濃度に導入して導電性を付与した後、該ポリSi引出
に熱酸化或いはCVD法により厚さ2000人程度0二
酸化シリコン(Sin2)膜を形成し、通常の方法で所
定のパターニングを行って、第1及び第2のトランジス
タ形成領域12A及び12B縁部を覆って絶縁膜13.
にに延在し、且つ」二部に5i02膜16aを有する額
縁状の第1及び第2のポリSiベース引出し電極15A
及び15Bを形成する。ここで第1のポリSiベース引
出し電極15Aの基板面を表出する開花幅AIは例えば
0.8μm程度に、第2のポリSiベース引出し電極1
5Bの基板面を表出する開孔’tiJWzは3μrn程
度に形成される。
次いで通常通り1000℃程度の熱処理により、上記各
ベース引用し電極から各トランジスタ形成領域12A 
、12[1にBを固相拡散させp°型外部ベース領・域
17A及び17Bを形成し、次いでベース引出し電極1
5A 、15Bをマスクにし硼素(B)を導入して」二
記トランジスタ形成領域12A及び12Bに例えば0.
3〜0.4 μm程度の等しい深さ、及び5×10′8
CI11−3程度の不純物濃度を有するp型の第1のベ
ース領域14八及び第2のベース領域14Bを形成する
ここで14A及び14Bは真性ベースまたは内部ベース
領域と呼ばれるようになる。
第2図(C1参照 次いで上記基板上にCVD法により厚さ2000人程度
0二i02膜を形成し通常通りリアクティブイオンエツ
チング処理によりベース引出し電ff115A及び15
Bの開花の側面に5in2膜によるサイドウオール16
bを形成し、ベース引出し電極15A及び15Bの表面
を絶縁する。なおこの時点で第1のベース領域12Aを
表出する開孔17への幅1讐、1 は約0.4μmに、
また第2のベース領域12Bを表出する開孔17Bの幅
1□は約2.6μm程度となる。
第2図(di参照 次いで、CVD法により上記基板上に0.2〜0.3μ
m程度のノント′−プ・ポリSi層18を形成する。
ここで、ベース領域12Aを表出する開花幅の小さい開
孔17AはポリSi層18によって完全に埋められて上
部のポリSi層18はほぼ平坦になり、核間孔17A上
には開孔17Aの深さにポリSi層18の厚さが加算さ
れた約0.9〜1μm程度の厚さtlを有するノンドー
プ・ポリSi層18が堆積された状態になり、ベース領
域121+を表出する開孔幅の著しく大きい開孔17B
上には形成厚さに等しい0.2〜0.3μm程度の厚さ
t2を有するノンドープ・ポリSi層18が堆積される
なおこの図以降は、SiO□膜16aとSiO□膜サイ
上サイドウオール16bせてSiO□膜16と表示する
次いで、例えば注入電圧5QKeV 、ドーズ量1×1
016C「2程度の条件でエミッタ不純物である^S゛
をノンドープ・ポリSi層18の上層部に選択的にイオ
ン注入する。19はAs”注入領域を示す。
第2図(e)参照 次いで例えば1150℃、20秒程度の高温短時間熱処
理により、上記ノンドープ・ポリSi層18上層部即ち
As+注入領域19に導入されたAsを、その下部のノ
ンドープ・ポリSi層18を経て真性ベース領域12A
及び12B内へ急速に拡散させる。この拡散により0.
9〜Iμm程度の厚いポリSi層18を上部に有する開
孔17A直下の真性ベース領域12A内には不純物濃度
1020cm″ff程度、深さ(dυが0.15μrn
程度の第1のn+型エミッタ領域20^が、0.2〜0
.3μm程度の薄いポリSi層18を上部に有する開孔
17B直下の真性ベース領域12B内には不純物濃度1
020c111−3程度、深さ(d2)が0.25〜0
.3μm程度の第2のn゛型型処ミッタ領域20B形成
さる。
よって第1のバイポーラトランジスタTr、はベースの
残り幅B、が0.15〜0.25μm程度となって低h
ytに形成され、第2のバイポーラトランジスタTr2
はベースの残り幅B2が0.1μm程度となって高hF
I:に形成される。
第2図(fl参照 以後通常の方法により該基板上に配線材料である例えば
アルミニウム(AI)層を形成し、該A1層とポリSi
層18は同時にパターニングし、n“型のポリSi層1
8を介してエミッタ領域2OA 、2011に接するA
Iエミッタ配線21A 、21B 、及び前記ベース引
出し電極15A 、15Bを介しての図示しないベース
配線、n型基体11を介しての図示しないコレクタ配線
等が形成されて、hFEの値の異なる複数のバイポーラ
トランジスタを一半導体基板上に有する半導体装置が完
成する。
なおエミソタ不純吻の拡散源に用いるノンドープ・シリ
コン層はシングル・シリコン或いはアモルファス・シリ
コンであっても良い。
またシリコン層の上層部への不純物導入は堆積(デポジ
ット)法によってもよい。
なおまた本発明は」二記npn型に限らず、pnp型バ
イポーラ半導体装置にも勿論適用される。
〔発明の効果〕
以上説明のように本発明によれは、基板J−に成長した
シリコン層を介しての不純物の固相拡散によりエミッタ
領域を形成するバイポーラトランジスタの製造方法にお
いて1.十二記シリコン層の厚さとエミッタ窓の開孔幅
との兼ね合いにより該エミッタ領域の深さをaIIJ御
して、1回の固用拡散工(−一により深さの異なる複数
のエミッタ領域が形成できる。
従って本発明によれば、異なるhFEを有する複数のバ
イポーラトランジスタを有する半導体装置の製造工程が
大幅に簡略化され、該半導体装置の原価の低減、製造手
番の短縮に有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図(aj〜(C)は本発明の原理を示す工程断面図
、第2図(a)〜(f)は本発明の一実施例の工程断面
図、である。 図において、 1は半導体基板、 2A、211はヘース令頁域、 3は絶縁膜、 4八、41!はエミッタ窓、 5.5八、5Bハノントーブ・シリコン層、6ばへS導
大層、 7A、7Bはn ’型エミッタ領域、 Lo、 tgはシリコン層の厚さ を示ず。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  一導電型ベース領域上の絶縁膜にエミッタ窓を開孔し
    、該エミッタ窓内を含む該絶縁膜上にノンドープ・シリ
    コン層を形成し、該ノンドープ・シリコン層の上層部に
    選択的に反対導電型不純物を導入し、熱処理により該反
    対導電型不純物を該エミッタ窓を介し且つ該シリコン層
    のノンドープ領域を介して該ベース領域内へ拡散させて
    該ベース領域内に反対導電型エミッタ領域を形成する工
    程を用いて一半導体基板上に複数のバイポーラトランジ
    スタを形成する工程を含み、 且つ複数のエミッタ窓の開孔幅を変え、該エミッタ窓の
    開孔幅と該シリコン層の厚さとの兼ね合いにより該エミ
    ッタ領域の深さを制御して、小さい開孔幅のエミッタ窓
    の下部に、大きい開孔幅のエミッタ窓の下部に形成され
    る第2のエミッタ領域よりも浅い第1のエミッタ領域を
    形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP63140690A 1988-06-08 1988-06-08 半導体装置の製造方法 Expired - Lifetime JPH0831474B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5512300A (en) * 1992-09-15 1996-04-30 Warner-Lambert Company Prevention of ibuprofen from forming low melting eutectics with other therapeutic agents in solid dosage forms

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5512300A (en) * 1992-09-15 1996-04-30 Warner-Lambert Company Prevention of ibuprofen from forming low melting eutectics with other therapeutic agents in solid dosage forms

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