JPH0136710B2 - - Google Patents

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JPH0136710B2
JPH0136710B2 JP57201292A JP20129282A JPH0136710B2 JP H0136710 B2 JPH0136710 B2 JP H0136710B2 JP 57201292 A JP57201292 A JP 57201292A JP 20129282 A JP20129282 A JP 20129282A JP H0136710 B2 JPH0136710 B2 JP H0136710B2
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film
silicon
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oxide film
forming
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JP57201292A
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Tadashi Hirao
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D48/00Individual devices not covered by groups H10D1/00 - H10D44/00
    • H10D48/30Devices controlled by electric currents or voltages
    • H10D48/32Devices 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
    • H10D48/34Bipolar devices
    • H10D48/345Bipolar transistors having ohmic electrodes on emitter-like, base-like, and collector-like regions

Landscapes

  • Bipolar Transistors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は半導体装置の製造方法に係り、特に
バイポーラ形半導体集積回路装置(以下「BIP・
IC」という。)におけるトランジスタの電極引き
出し部の形成方法の改良に関するものである。
〔従来技術〕
一般に、BIP・ICにおけるトランジスタは、pn
接合分離、選択酸技術を用いた酸化膜分離、また
は三重拡散を用いる方法などによつて電気的に独
立した島内に形成される。ここでは酸化膜分離法
によつてnpnトランジスタを形成する方法につい
て述べる。勿論、これ以外の上記各種分離法を用
いる場合、さらにはpnpトランジスタについても
適用できるものである。
第1図a〜eは従来の製造方法の主要工程段階
における状態を示す断面図である。以下この図に
ついて従来の方法を簡単に説明する。低不純物濃
度のp形(p-形)シリコン基板1にコレクタ埋
込層となる高不純物濃度のn形(n+形)層2を
選択的に形成した後、それらの上にn-形エピタ
キシヤル層3を成長させる〔第1図a〕。次に、
下敷酸化膜101の上に形成した窒化膜201を
マスクとして選択酸化を施して厚い分離酸化膜1
02を形成するが、このときこの分離酸化膜10
2の下にはチヤネルカツト用のp形層4が同時に
形成される〔第1図b〕。次に、上述の選択酸化
用のマスクとして用いた窒化膜201を下敷酸化
膜101とともに除去して、あらためてイオン注
入保護用の酸化膜103を形成し、ホトレジスト
膜(この段階でのホトレジスト膜は図示せず)を
マスクとして外部ベース層となるp+形層5を、
更に、上記ホトレジスト膜を除去し、あらためて
ホトレジスト膜301を形成し、これをマスクと
して活性ベース層となるp形層6をイオン注入法
によつて形成する〔第1図c〕。つづいて、ホト
レジスト膜301を除去し、一般にホスシリケー
トガラス(PSG)からなるパツシベーシヨン膜
401を被着させ、ベースイオン注入層5,6の
アニールとPSG膜401の焼しめとをかねた熱
処理を行なつて、中間段階の外部ベース層51お
よび活性ベース層61とした後、PSG膜401
に所要の開口70および80を形成して、イオン
注入法によつてエミツタ層となるべきn+形層7
およびコレクタ電極取り出し層となるべきn+
層8を形成する〔第1図d〕。その後、各イオン
注入層をアニールして、外部ベース層52および
活性ベース層62を完成させるとともにエミツタ
層71およびコレクタ電極取り出し層81を形成
した後に、ベース電極取り出し用の開口50を形
成し、各開口部50,70および80に電極の突
き抜け防止用の金属シリサイド〔白金シリサイド
pt―Si、パラジウムシリサイドPd―Siなど〕膜
501を形成した上で、アルミニウムAlのよう
な低抵抗金属によつてベース電極配線9、エミツ
タ電極配線10およびコレクタ電極配線11を形
成する。
第2図はこの従来方法で製造されたトランジス
タの平面パターン図である。ところで、トランジ
スタの周波数特性はベース・コレクタ容量および
ベース抵抗などに依存し、周波数特性の向上には
これらを小さくする必要がある。上記構造ではベ
ース抵抗を低下するためにp+形外部ベース層5
2を設けたのであるが、これはベース・コレクタ
容量の増大を招くという欠点がある。また、ベー
ス抵抗はエミツタ層71とベース電極開口50と
の距離D1にも依存し、従来のものではベース電
極配線9とエミツタ電極配線10との間隔と各電
極配線9,10の各開口50,70からのはみ出
し分との合計距離となつており、ホトエツチング
の精度を向上して電極配線間隔を小さくしても、
上記はみ出し分はどうしても残る。
〔発明の概要〕
この発明は以上のような点に鑑みてなされたも
ので、エミツタ層とベース電極取り出し部とが自
己整合的に近接し、かつ、ダブルベース構造にす
ることによつてベース抵抗の小さいトランジスタ
の製造方法を提供するものである。
〔発明の実施例〕
第3図a〜fはこの発明に係る半導体装置の製
造方法の一実施例の主要工程段階における状態を
示す断面図である。同図において、601,61
1,612はポリシリコン膜、202,203は
窒化膜、104,106はポリシリコン膜を酸化
して形成した酸化膜、105は基板を低温酸化し
て形成された酸化膜、501,511,512は
金属シリケート膜である。
次に、上記構成による半導体装置の製造工程に
ついて説明する。まず、第3図aに示すように、
従来と同様にしてp-形シリコン基板1にコレク
タ埋込層となるn+形層2を選択的に形成した後、
その上にn-形エピタキシヤル層3を成長させ、
更に分離酸化膜102を形成し、同時にチヤネル
カツト用のp形層4を形成し、更にベース領域6
をイオン注入によつて形成した後、このとき保護
膜として用いた酸化膜103の上に窒化膜202
を形成し、コレクタ層3とベース層6との接合の
基体表面への露出部が保護されるように、この部
分のみを残して他をエツチング除去した後に、該
窒化膜202の上を含めて全上面にポリシリコン
膜601をデポジシヨンする。次に、第3図bに
示すように、ポリシリコン膜601の上に窒化膜
203をデポジシヨンして、エミツタ層およびコ
レクタ引出し層を形成すべき部位の上の部分が残
るように窒化膜203をパターニングし、この窒
化膜203をマスクとして、ポリシリコン膜60
1を選択酸化して、エミツタ層形成部位の上にポ
リシリコン膜611をコレクタ引き出し層形成部
位上にポリシリコン膜612を残して、他の部分
のポリシリコン膜601を酸化膜104とする。
このとき、エミツタ層形成部位上のポリシリコン
膜611は保護用窒化膜202に重ならないよう
に、コレクタ引出し層形成部位上のポリシリコン
膜612は窒化膜202に一部重なるように形成
する。そして、上面からn形イオン注入を施して
上記ポリシリコン膜611,612にn形イオン
を注入させる。ここで、イオン注入領域は酸化膜
104のマスク作用によつて決まる。このよう
に、酸化膜104はイオン注入時のマスクとして
用いるのであるからその厚さは3000Å程度あれば
十分で、ポリシリコン膜601が厚いときには、
それを少しエツチングして薄くしてから選択酸化
した方が作業効率がよい。次に第3図cに示すよ
うに、上記ポリシリコン膜611,612からn
形不純物を拡散させてエミツタ層7およびコレク
タ引出し層8を形成したのち酸化膜104を全面
除去する。次に、第3図dに示すように、上面に
低温酸化を施して、露出ベース層6の面に酸化膜
105を、ポリシリコン層611,612の側面
に酸化膜106を形成する。この時よく知られて
いるように低温酸化ではポリシリコン上の酸化膜
106は厚く、シリコン基板上の酸化膜105は
薄く形成される。次いで第3図eに示すように、
リアクテイブ・イオン・エツチング(RIE)など
の異方性エツチングを施して、ポリシリコン膜6
11,612の側面の酸化膜106を残してベー
ス層6の表面の酸化膜105を除去した後に、窒
化膜203を熱リン酸などを用いて全面除去し
て、(このとき窒化膜202も一部除去されるが、
コレクタ・ベース接合は酸化膜103で保護され
ている。)このようにして露出したベース層6、
ポリシリコン膜611および612の表面に金属
シリサイド膜501,511および512をそれ
ぞれ形成する。つづいて、第3図fに示すよう
に、リンケイ酸ガラスのようなパツシベーシヨン
膜401を形成し、所要位置に開孔をしたのち、
アルミニウムからなるベース電極配線9、エミツ
タ電極配線10〔第3図fには図示せず。〕、およ
びコレクタ電極配線11を形成する。第4図はこ
のようにして得られたトランジスタの平面パター
ン図である。
このようにして、得られたトランジスタでは、
エミツタ層7はエミツタ電極配線10に金属シリ
サイド膜511が重畳されたポリシリコン膜61
1で接続され、ベース電極配線9のためのパツシ
ベーシヨン膜401への開孔位置は従来例とは異
なつて、ポリシリコン膜611の近くにでき、さ
らに、このベース電極配線9は金属シリサイド膜
501に接続され酸化膜106によつて自己整合
的にエミツタ領域から分離されている。また、ベ
ースの金属シリサイド501は、図のようにエミ
ツタ領域をとり囲んでおり、いわゆるダブルベー
ス構造になつている。従来のダブルベース構造で
は、ベース電極および開孔領域が大きくなり、容
量増大の欠点があつたが、この発明では特別な電
極も開孔も必要でなく、容量の増大もなくて、ベ
ース抵抗を下げることができる。
第5図はこの発明の方法で形成されたトランジ
スタの他の例を示す平面パターン図で、酸化膜1
03をエミツタ領域のポリシリコン膜611の一
部分の下を通つて分離酸化膜102とシリコン島
との境界部分上に残すようにすることによつてい
わゆるウオールドエミツタ構造となるのを防止で
きる。
このウオールド・エミツタ構造とは、第4図の
構造のようにエミツタ・ベース接合が分離酸化膜
102に接する構造を云い、このウオールド・エ
ミツタ構造ではコレクタ−エミツタ・パイプ(C
―Epipe)による接合不良が発生し易いが、第5
図の構造ではこれを避けることができる。
なお、前述の選択酸化用のマスク形成の際の窒
化膜のパターニングにおいて、オーバ・エツチン
グによるサイドエツチング効果を利用するなどの
方法でさらにエミツタ幅を小さくできることは勿
論である。また、以上npnトランジスタの場合に
ついて説明したが、pnpトランジスタについても
同様にできることは言うまでもない。さらに、素
子間分離については前述の各種分離法が適用可能
である。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明に係る半導体装
置の製造方法によればエミツタ層は、そのエミツ
タ層拡散形成に用いたポリシリコン膜上の金属シ
リサイド膜によつて、エミツタ電極配線に接続さ
れるようにし、ベース電極配線はエミツタ層か
ら、その上のポリシリコン膜の側面を酸化して形
成した酸化膜の厚さだけ離れた位置まで金属シリ
サイド膜が延びてつながつており、自己整合的構
造となつており、かつダブルベース構造となつて
いるので、ベース抵抗を極端に小さくできる。さ
らに、エミツタ拡散をポリシリコン膜を経て行な
うので、浅く精度よく形成できる。また、このポ
リシリコン膜をエミツタ層形成領域上に残すのに
選択酸化を用いているので、エミツタ幅を従来よ
りも狭くすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の半導体装置の製造方法を説明す
るためのその主要段階における状態を示す断面
図、第2図は上記従来の製造方法で得られたトラ
ンジスタの平面図、第3図はこの発明の一実施例
の方法を説明するためのその主要段階における状
態を示す断面図、第4図はこの実施例の方法にな
るトランジスタの一例の平面図、第5図は同じく
トランジスタの他の例の平面図である。 図において、1はシリコン基板、3はコレクタ
層、6はベース層、7はエミツタ層、8はコレク
タ電極取り出し層、9,10,11は低抵抗金属
配線、103は酸化シリコン膜、104,10
5,106は酸化膜、202は窒化シリコン膜、
203はマスク(窒化膜)、401はパツシベー
シヨン膜、501,511,512は金属シリサ
イド膜、601,611,612はポリシリコン
膜である。なお、図中同一符号は同一または相当
部分を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 コレクタ層となるべき第1伝導形領域とその
    表面部の一部にベース層となるべき第2伝導形領
    域とが形成されたシリコン基板の表面の上記第1
    伝導形領域と上記第2伝導形領域との接合部を含
    む部位に酸化シリコン膜および窒化シリコン膜を
    順次重ねて形成する第1の工程、上記窒化シリコ
    ン膜の上を含む上記シリコン基板の表面上に直接
    シリコン膜を形成し、エミツタ層およびコレクタ
    電極取り出し層を形成すべき部位の上を除く上記
    シリコン膜の部分を選択酸化法によつて酸化させ
    る第2の工程、この第2の工程で得られた酸化膜
    をマスクとして上記エミツタ層およびコレクタ電
    極取り出し層を形成すべき部位の上の上記シリコ
    ン膜に高濃度に第1伝導形の不純物を拡散させる
    第3の工程、上記シリコン基板へ上記シリコン膜
    から上記不純物を拡散させて、上記エミツタ層を
    形成した後に上記酸化膜を除去する第4の工程、
    上記第2の工程の選択酸化に用いたマスクを再度
    マスクとして低温酸化を施して上記シリコン膜の
    側壁には厚い酸化膜を、上記第4の工程で露出し
    た上記シリコン基板の表面には薄い酸化膜を形成
    する第5の工程、上記シリコン膜の側壁には酸化
    膜を残して、上記シリコン基板の表面上の上記薄
    い酸化膜を除去した後に、上記第5の工程で用い
    た上記マスクを除去する第6の工程、上記第6の
    工程で露出した上記シリコン膜上面および上記シ
    リコン基板の表面に金属シリサイド膜を形成する
    第7の工程、及び全上面にパツシベーシヨン膜を
    デポジシヨンしたのち、上記金属シリサイド膜の
    上に所要の電極窓を開孔させ、この電極窓を介し
    て上記金属シリサイド膜につながる低抵抗金属配
    線を形成する第8の工程を備えたことを特徴とす
    る半導体装置の製造方法。 2 シリコン膜としてポリシリコン膜を用いるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導
    体装置の製造方法。
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US5064773A (en) * 1988-12-27 1991-11-12 Raytheon Company Method of forming bipolar transistor having closely spaced device regions

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