JPH0243738A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、バイポ
ーラトランジスタのペース、エミッタ形成方法の改良を
目的とした半導体装置の製造方法に関する。

〈従来の技術〉 従来の一般的なバイポーラトランジスタの製造方法につ
いて、第２図（ａ）〜Ｂｄ）を用いて説明する。

まず、第２図（ａ）に示すように、Ｐ型半導体基板１上
に選択的に高濃度のＮ型不純物を拡散し、更に、全面に
低濃度のＮ型エピタキシャル層３を成長させ、高濃度の
Ｎ型埋込み層２を形成する。

次に、第２図（ｂ）のごとく、素子分離を行うために、
Ｐ型不純物を拡散、又は選択酸化法による絶縁膜の形成
により素子分離領域４を形成し、高濃度Ｎ型埋込み層２
を有する島状のＮ型エピタキシャル層３とする。そして
、高濃度Ｎ型埋込み層２に達するように高濃度のＮ型不
純物を拡散し、コレクタ引き出し領域５を形成する。

次に、第２図（Ｃ）に示すように、低濃度Ｎ型エピタキ
シャル層３に選択的にＰ型不純物拡散を行ってベース領
域１２を形成し、続いてベース領域１２中にＮ型不純物
を拡散してエミッタ領域１４を形成して、ＮＰＮ　）ラ
ンジスタを完成させる。

その後、第２図（ｄ）のように、エミッタ、ベース、コ
レクタ各領域上の絶縁膜６を除去して、それぞれにエミ
ッタ電極工５、ベース電極１７、コレクタ電極１６を形
成する。

〈発明が解決しようとする課題〉 バイポーラトランジスタの動作速度を決定する要因とし
ては、ベース電極下の外部ベース領域の不純物濃度と、
エミッタ領域底面に接するベース領域（以下「活性ベー
ス領域コと呼ぶ）の深さ、そして、エミッタ領域の↑冨
が挙げられ、速度を上げるためには、外部ベース領域の
濃度を高くし、活性ベース領域の深さを浅くし、工ばツ
タ領域の幅を狭くする必要がある。しかし、従来の製造
方法では、それらすべてを達成することは困難であり、
トランジスタの高速化の妨げとなっていた。

また、エミッタ領域上の絶縁膜にエミッタ電極とコンタ
クトをとるための開口部を形成する場合、ベース領域と
の短絡を避けるため位置合せのための余裕をとる必要が
あり、このことが微細化の妨げとなっていた。

本発明は、上記問題点を解決した半導体装置の製造方法
を提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 第１導電型半導体基体上に選択的に低濃度の第２導電型
不純物拡散領域を形成し、その後、全面に多結晶シリコ
ン膜及びシリコン窒化膜を順次形成する。そして、上記
多結晶シリコン膜及びシリコン窒化膜を所定パターンの
マスクを用いてエツチングし、該エツチングマスクをマ
スクとして高濃度の第２導電型不純物をイオン注入する
。更に、上記エツチングマスクを除去した後、熱処理を
行い、続いて全体を酸化し、上記シリコン窒化膜を通し
て上記多結晶シリコン膜中に第１導電型の不純物をイオ
ン注入し、熱処理により該多結晶シリコン膜中の該第１
導電型不純物を上記低濃度の第２導電型不純物拡散領域
へ拡散することにより、自己整合的にエミッタが形成さ
れ、ベース領域に２種類の不純物濃度及び深さをもたせ
る。

く作　用〉 本発明の半導体装置の製造方法を用いると、活性ベース
領域と外部ベース領域との不純物濃度を異ならしめるこ
とが可能であり、活性ベース領域の深さのみを浅くする
ことができる。

また、エミッタ電極として用いる多結晶シリコン膜の側
面を選択酸化法によって酸化し、上記多結晶シリコン膜
中に打込んだ不純物を熱処理によって半導体層に拡散し
てエミッタ領域を形成するため、幅の狭いエミッタ領域
の形成が可能であり、かつ、マスク合せのための余裕を
取る必要がない。

〈実施例〉 第１図（ａ）〜（ｆ）は本発明によるバイポーラトラン
ジスタの製造方法の一実施例を示す断面図である。

第１図（ａ）では、従来の方法に基づいて、Ｐ型半導体
基板１表面上に高濃度のＮ型埋込み層２が選択的に形成
され、その上に素子分離領域４で囲まれた島状の低濃度
Ｎ型エピタキシャル層３が形成され、Ｎ型エピタキシャ
ル層３の表面からＮ型埋込み層２に達するようにＮ型の
コレクタ引き出し領域５が形成されている。その後、全
面に約３０００λ程度のシリコン酸化膜６を設け、ベー
ス領域となる領域上とコレクタ引き出し領域上の一部の
シリコン酸化膜６を７オトレジストをマスクとして除去
し、続いて、このフォトレジストヲマスクとしてＰ型の
不純物、例えばボロンをイオン注入することにより、低
濃度のＰ型不純物領域７を形成する。このときのＰ型不
純物濃度は約１０　”ｃｍ　−３であり、Ｎ型コレクタ
引き出し領域５にも一部注入されるが、低濃度であるた
め問題はない。

次に、第１図（ｂ）に示すように、全面に多結晶シリコ
ン膜８とシリコン窒化膜９を約１ｏｏｏＸずつ順次形成
する。更に、第１図（Ｃ）のように、エミッタ電極及び
コレクタ電極となる部分の多結晶シリコン膜８上をフォ
トレジス）１０で覆い、これをマスクとしてシリコン窒
化膜９及び多結晶シリコン膜８を順次エツチングする。

そして、フォトレジスト１０とシリコン酸化膜６をマス
クとしてＰ型不純物１１、例えばボロンをイオン注入す
る。

このとき、Ｐ型不純物濃度は先程のＰ型不純物領域７よ
りも高く、１０１９ｍ−３〜１０２０ｍ−３′程度であ
る。

７オトレジストｌＯを除去後、熱処理を行い、シリコン
窒化膜９を耐酸化性のマスクとして全面を酸化し、第１
図（ｄ）のように、外部ベース領域１２ｂ１また、低濃
度のＰ型不純物領域７の部分は外部ペース領域１２ｂと
比べて深く拡散されず、浅い活性ベース領域１２ａが形
成される。そして、多結晶シリコン膜８は、表面がシリ
コン窒化膜９で覆われているため酸化されず、側面のみ
が酸化されて小さくなるため、高濃度の外部ペース領域
１２ｂからは離される。

その後、Ｎ型不純物１３、例えばひ素をシリコン窒化膜
９を通して多結晶シリコン膜８に注入する。熱処理を加
えることにより、第１図（ｅ）の如く、エミッタ領域１
４が形成され、多結晶シリコン膜８はエミッタ電極１５
．コレクタ電極１６となる。

シリコン窒化膜９を除去後、外部ベース領域１２ｂ上の
シリコン酸化膜６ａを開口し、第１図＜Ｉ）のように、
全面にアルミ基合金膜を８０００〜１ｏｏｏｏＸ程度形
成し、所定のパターンにエツチングして、電極・配線領
域を形成する。

上記説明はＮＰＮ）ランジスタについて述べたが、ＰＮ
Ｐトランジスタに於いても同様の効果が得られる。

〈発明の効果〉 本発明によれば、外部ペース領域の濃度が低くならずベ
ース抵抗は高くならずに活性ベース領域を浅い接合とし
、またエミッタが自己整合的に形成できるため微細なエ
ミッタの形成が可能であり、工はツタ領域の幅を狭くす
ることによってベース抵抗が下げられ、高速性、高周波
性に優れたトランジスタを形成できる。

更に、選択酸化法を用いて段差を少なくすることができ
平坦な素子構造を実現し、高集積なトランジスタを提供
しうる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｆ）は本発明の一実施例の製造工程を
示す断面図であり、第２図（ａ）〜（ｄ）は従来の一般
的なバイポーラトランジスタの製造工程を示す断面図で
ある。 １・・・Ｐ型半導体基板、２・・・高濃度Ｎ型埋込み層
。 ３・・・低濃度Ｎ型エピタキシャル層、４・・・素子分
離領域、５・・・高濃度Ｎ型コレクタ引き出し領域。 ６．６ａ・・シリコン酸化膜、７・・・低濃度Ｐ型不純
物領域、８・・・多結晶シリコン膜、９・・・シリコン
窒化膜、１０・・・フォトレジスト、１１・・・Ｐ型不
純物。 １２・・・ベース領域、１２ａ・・・活性ベース領域。 １２ｂ・・・外部ペース領域、１３・・・Ｎ型不純物、
１４・・・エミッタ領域、１５・・・エミッタ電極、１
６・・・コレクタ電極、１７・・・ベース電極。 代理人　弁理士　杉　山　毅　至（他１名）園 第

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１導電型半導体基体上に選択的に低濃度の第２導
   電型不純物拡散領域を形成し、その後、全面に多結晶シ
   リコン膜及びシリコン窒化膜を順次形成する工程、 上記多結晶シリコン膜及びシリコン窒化膜を所定パター
   ンのエッチングマスクを用いて順次エッチングし、更に
   該エッチングマスクをマスクとして高濃度の第２導電型
   不純物をイオン注入する工程、 上記エッチングマスクを除去した後、熱処理を行い、続
   いて全体を酸化する工程、 上記シリコン窒化膜を通して上記多結晶シリコン膜中に
   第１導電型の不純物をイオン注入し、熱処理により該多
   結晶シリコン膜中の該第１導電型不純物を上記低濃度の
   第２導電型不純物拡散領域へ拡散する工程からなること
   を特徴とする、半導体装置の製造方法。