JPH03225833A - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

Manufacturing method of semiconductor device

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JPH03225833A
JPH03225833A JP2019120A JP1912090A JPH03225833A JP H03225833 A JPH03225833 A JP H03225833A JP 2019120 A JP2019120 A JP 2019120A JP 1912090 A JP1912090 A JP 1912090A JP H03225833 A JPH03225833 A JP H03225833A
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JP
Japan
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base
polycrystalline silicon
film
oxide film
silicon
Prior art date
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Application number
JP2019120A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Yamaguchi
和夫 山口
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To reduce the area of a bipolar element, to reduce a junction capacity and to enhance a speed and an integration by forming an inactive base, an active base and an emitter at a separate oxide film in a self-alignment. CONSTITUTION:After a first polycrystalline silicon 109, metal 110 and a first silicon oxide 111 on a laminated film of a patterned first antioxidative film 104 and an intermediate film 105, the films 104, 105 are removed, an opening is formed, a second conductivity type impurity is diffused in a semiconductor base, the impurity is diffused from the silicon 109 to form an inactive base 112A, a first conductivity type impurity is diffused in an opening except it to form an active base 115. After a second polycrystalline silicon 118 is deposited, the first impurity is diffused in the opening to form an emitter, and the base 112A, the base 115 and the emitter 120 are formed in a self-alignment manner. Thus, capacities between the base and the collector, between the collector and a substrate are reduced, and a speed and an integration are enhanced.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、バイポーラ型半導体素子において、分離酸
化膜に対して、不活性ベース、活性ベース、エミッタを
自己整合的に形成できるようにした半導体装置の製造方
法に関するものである。
Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention is a bipolar semiconductor device in which an inert base, an active base, and an emitter can be formed in a self-aligned manner with respect to an isolation oxide film. The present invention relates to a method of manufacturing the device.

(従来の技術) 半導体集積回路装置の用途として特に高速動作性を必要
とする分野では、一般にECL/CML(Emitte
r  Coupled  Logic)/ (Curr
eflt  Mode  Logic)系のバイポーラ
型半導体集積回路装置が用いられている。
(Prior Art) In fields where semiconductor integrated circuit devices require particularly high-speed operation, ECL/CML (Emitte
rCoupled Logic)/ (Curr
A bipolar semiconductor integrated circuit device based on EFLT Mode Logic is used.

ECL/CML系回路におい子回路消費電力、論理振幅
を一定とした場合、回路を構成する素子、配線の寄生容
量およびトランジスタのベース抵抗、利得帯域幅積によ
って動作速度が決定される。
When an ECL/CML circuit has constant power consumption and logic amplitude, the operating speed is determined by the elements making up the circuit, the parasitic capacitance of the wiring, the base resistance of the transistor, and the gain-bandwidth product.

このうち、寄生容量の低減には、特に動作速度への寄与
が大きいトランジスタのベース・コレクタ間の接合容量
を低減することが必要であり、このためには、多結晶シ
リコンを用いて、ベース電極を素子領域の外部に引き出
し、ベース面積を縮小することが有効である。
Among these, to reduce parasitic capacitance, it is necessary to reduce the junction capacitance between the base and collector of transistors, which has a particularly large contribution to operating speed. It is effective to reduce the base area by drawing out the area outside the element area.

また、多結晶シリコン抵抗および金属配線を厚い分離酸
化膜上に形成して、これらの寄生容量を低減する方法が
一般に採用されている。
Furthermore, a method is generally employed in which a polycrystalline silicon resistor and metal wiring are formed on a thick isolation oxide film to reduce their parasitic capacitance.

一方、ベース抵抗の低減には、不活性ベース層を低抵抗
化して可能な限りエミッタに近接させるとともに、エミ
ッタを細くしてエミッタ直下の活性ベース層の抵抗を減
少させることが必要である。
On the other hand, to reduce the base resistance, it is necessary to lower the resistance of the inactive base layer and bring it as close to the emitter as possible, and to make the emitter thinner to reduce the resistance of the active base layer directly below the emitter.

また、利得帯域幅積の向上には、エミッタおよびベース
接合を浅接合化するとともに、コレクタのエピタキシャ
ル層を薄くすることが有効である。
Furthermore, in order to improve the gain bandwidth product, it is effective to make the emitter and base junctions shallower and to make the epitaxial layer of the collector thinner.

これらの事項を実現することを目的として提案された従
来技術として、特願昭62−095358号に記載され
た製造方法を説明する。
As a conventional technique proposed for the purpose of realizing these matters, a manufacturing method described in Japanese Patent Application No. 1983-095358 will be described.

第2図(A)〜(F)は上記技術の工程断面図である。FIGS. 2(A) to 2(F) are process cross-sectional views of the above technique.

また、第3図(a) 〜(f)は第2図(C) 〜(F
)の間の工程を詳細に説明するためのベースおよびエミ
ッタ領域周辺の拡大図である。
Also, Figures 3(a) to (f) are similar to Figures 2(C) to (F
) is an enlarged view of the vicinity of the base and emitter regions for explaining in detail the steps during the process.

なお、第2図では、図面が煩雑になるのを避けるため、
一部の膜が省略されている。
In addition, in Fig. 2, in order to avoid complicating the drawing,
Some membranes are omitted.

第2図(A)  は素子分離後約3000人の多結晶シ
リコンを形成し、表面を200人程炭酸化(図示せず)
したのち、1000〜2000人の窒化膜をベース電極
およびコレクタ電極を形成する部分に選択的に形成した
状態を示し、201はP−型シリコン基板、202はP
−型ンリコン基板201上に形成されたN゛型埋込拡散
層、203は埋込拡散層202上に形成されたN−型エ
ピタキシャル層、204はシリコン基板201および埋
込拡散層202上に形成した素子分H#化膜、206は
エピタキシャル層203および素子分離酸化膜204上
に形成した多結晶シリコン、207は多結晶シリコン2
06上に形成した窒化膜である。
Figure 2 (A) shows that after device separation, approximately 3,000 polycrystalline silicon layers are formed, and the surface is carbonated for approximately 200 layers (not shown).
After that, a nitride film of 1,000 to 2,000 layers is selectively formed on the parts where the base electrode and the collector electrode will be formed. 201 is a P-type silicon substrate, 202 is a P-type silicon substrate
203 is an N-type epitaxial layer formed on the silicon substrate 201 and the buried diffusion layer 202. 206 is polycrystalline silicon formed on the epitaxial layer 203 and element isolation oxide film 204, 207 is polycrystalline silicon 2
This is a nitride film formed on 06.

次に、第2図(B)に示すように、多結晶シリコン20
6を選択酸化し、ベース電極多結晶シリコン206a、
206c、コレクタ電極多結晶シリコン206dを形成
する。209は多結晶シリコン206を酸化した多結晶
シリコン酸化膜である。
Next, as shown in FIG. 2(B), polycrystalline silicon 20
6 is selectively oxidized to form base electrode polycrystalline silicon 206a,
206c, a collector electrode polycrystalline silicon 206d is formed. 209 is a polycrystalline silicon oxide film obtained by oxidizing the polycrystalline silicon 206.

次に、コレクタ電極上の窒化膜207を選択的に除去し
、コレクタ電極多結晶シリコン206dに燐をイオン注
入し、熱処理を行って、コレクタ抵抗低減用N°型領域
205を形成する。
Next, the nitride film 207 on the collector electrode is selectively removed, phosphorus ions are implanted into the collector electrode polycrystalline silicon 206d, and heat treatment is performed to form an N° type region 205 for reducing collector resistance.

その後、第211D(C)、第3図(a)に示すように
、ベース電極多結晶シリコン206a、206cに窒化
膜207を介して硼素を1〜5X10”cm−”程度の
イオン注入を行い、900°C程度の温度でアニールを
行って、ベース電極多結晶シリコン206 a。
Thereafter, as shown in FIG. 211D(C) and FIG. 3(a), boron ions are implanted into the base electrode polycrystalline silicon 206a and 206c through the nitride film 207 at a dose of about 1 to 5×10 cm. Annealing is performed at a temperature of about 900°C to form the base electrode polycrystalline silicon 206a.

206C中の硼素濃度を均一化する。The boron concentration in 206C is made uniform.

次イで、多結晶シリコン酸化I!1209のエミッタ形
成領域209bを選択的に除去し、内壁を酸化して20
0人程0の内壁酸化膜214を形成する。
Next, polycrystalline silicon oxide I! The emitter formation region 209b of 1209 is selectively removed, the inner wall is oxidized, and the emitter formation region 209b of 20
An inner wall oxide film 214 having a thickness of about 0 is formed.

さらに、ベース電極多結晶シリコン206a。Further, a base electrode polycrystalline silicon 206a.

206cからの拡散によりP゛型の不活性ヘース210
が形成される。
P type inert haze 210 due to diffusion from 206c
is formed.

次に、BFzを1〜5 XIO”CI−冨程度イオン注
入して活性ベース211を形成したのち、第2図(D)
および第3図(ロ)に示すように全面にtooo人程度
の酸化膜215と2000人程度0多結晶シリコン21
6をCVDで形成する。なお、第2図(D)ではCVD
酸化lI!215は省略されている。
Next, after forming an active base 211 by ion-implanting BFz to a depth of 1 to 5 XIO"CI-, as shown in FIG.
As shown in FIG. 3(b), there is an oxide film 215 of about 2,000 layers and a polycrystalline silicon layer 21 of about 2,000 layers on the entire surface.
6 is formed by CVD. In addition, in Fig. 2 (D), CVD
Oxidation lI! 215 is omitted.

次に、反応性イオンエツチングを用いて多結晶シリコン
216をエツチングし、さらに内壁酸化膜214、酸化
膜215のエツチングを行い、第2図(E)、第3図(
e)のようにエミッタの開口を行う。
Next, the polycrystalline silicon 216 is etched using reactive ion etching, and the inner wall oxide film 214 and oxide film 215 are etched.
Open the emitter as in e).

多結晶シリコン216とCVD酸化膜215は第3図(
C)のように側壁のみに残り、窒化膜207の開口部よ
りも狭いエミッタがセルファラインで開口される。
The polycrystalline silicon 216 and CVD oxide film 215 are shown in FIG.
As shown in C), an emitter that remains only on the side wall and is narrower than the opening of the nitride film 207 is opened with a self-alignment line.

また、同時に第2図(E)のように、コレクタ電橋多結
晶シリコン206dが露出する。
At the same time, as shown in FIG. 2(E), the collector bridge polycrystalline silicon 206d is exposed.

次に、第3図(d)に示すように、全面に3000人程
度0多結晶シリコン217を堆積し、表面を200人程
皮酸化して、酸化膜218を形成したのち、砒素を10
 ” cm −”程度イオン注入する。
Next, as shown in FIG. 3(d), about 3,000 layers of polycrystalline silicon 217 are deposited on the entire surface, and the surface is oxidized by about 200 layers to form an oxide film 218.
Ion implantation is performed to a depth of approximately "cm-".

次に、第3図(e)に示すように、酸化膜218、多結
晶シリコン217、窒化膜207をエツチングし、熱処
理により多結晶シリコン217からの拡散で活性ベース
211中にエミッタ212を形成する。
Next, as shown in FIG. 3(e), the oxide film 218, polycrystalline silicon 217, and nitride film 207 are etched, and an emitter 212 is formed in the active base 211 by diffusion from the polycrystalline silicon 217 through heat treatment. .

次に、第3図げ)に示すように、ベース電極多結晶シリ
コン206a、206c、多結晶シリコン217の表面
の薄い酸化膜を除去後、白金を蒸着し熱処理を行って、
ベース電極多結晶シリコン206a、206cおよび多
結晶シリコン217の表面に白金シリサイド219を形
成する。
Next, as shown in Figure 3), after removing the thin oxide films on the surfaces of the base electrode polycrystalline silicon 206a, 206c and polycrystalline silicon 217, platinum is deposited and heat treated.
Platinum silicide 219 is formed on the surfaces of base electrode polycrystalline silicon 206a, 206c and polycrystalline silicon 217.

抵抗上などシリサイド化しない部分には、上記薄い酸化
膜を残しておく、酸化膜上に未反応のまま残った白金は
王水によって除去する。その後、全面にCVD酸化膜2
20を堆積する。
The thin oxide film is left on the resistor and other areas that are not to be silicided, and the unreacted platinum remaining on the oxide film is removed with aqua regia. After that, there is a CVD oxide film 2 on the entire surface.
Deposit 20.

最後に、第2図(F)のように、コンタクトホールを開
口し、金属電極配線213の形成を行う。
Finally, as shown in FIG. 2(F), contact holes are opened and metal electrode wiring 213 is formed.

以上のように、上記技術の製造方法によれば、多結晶シ
リコンの選択酸化領域にエミッタ212を形成し、この
酸化領域に隣接する残存多結晶シリコンからの拡散によ
り高濃度不活性ベース210を形成するので、高濃度不
活性ベース210とエミッタ212との間隔を著しく縮
小することができ、また最小設計寸法よりも幅の狭いエ
ミッタを容易に形成することができ、さらにベース電橋
を素子領域の外部に引き出す多結晶シリコンの表面はエ
ミッタの近傍までシリサイド化により低抵抗化されてい
るため、ベース抵抗が著しく低減される。
As described above, according to the manufacturing method of the above technology, the emitter 212 is formed in the selectively oxidized region of polycrystalline silicon, and the highly doped inactive base 210 is formed by diffusion from the remaining polycrystalline silicon adjacent to this oxidized region. Therefore, the distance between the highly doped inert base 210 and the emitter 212 can be significantly reduced, and an emitter with a width narrower than the minimum design dimension can be easily formed. Since the surface of the polycrystalline silicon leading to the outside has a low resistance by silicide up to the vicinity of the emitter, the base resistance is significantly reduced.

また、ベース領域全体の幅は、最小設計寸法の3倍でよ
いため、ベース・コレクタ接合容量を低減することがで
きるとともに、エミッタ接合の殆どすべてが低濃度の活
性ベース211との接合であり、エミツタ幅の縮小と相
まってエミッタ・ベース接合容量も減少される。
In addition, since the width of the entire base region can be three times the minimum design dimension, the base-collector junction capacitance can be reduced, and almost all of the emitter junction is a junction with the low concentration active base 211. Coupled with the reduction in emitter width, the emitter-base junction capacitance is also reduced.

さらに、最大接合深さを0.3 n以下にすることがで
きるので、N−型エピタキシャル層203を1μまたは
それ以下に薄膜化することができ、キャリアのコレクタ
空乏層走行時間が短縮する。
Further, since the maximum junction depth can be set to 0.3 n or less, the N-type epitaxial layer 203 can be made thin to 1 μm or less, and the collector depletion layer travel time of carriers is shortened.

また、上述の接合容量の減少により、コレクタ時定数、
エミッタ時定数が短縮し、これらにより利得帯域幅積を
向上させることができる。
In addition, due to the decrease in junction capacitance mentioned above, the collector time constant,
The emitter time constants are shortened, and these can improve the gain-bandwidth product.

加えて、上記のように、トランジスタのベース抵抗、寄
生容量を低減し、利得帯域幅積を向上させることができ
るので、著しい高速化を達成することができるという特
徴を有していた。
In addition, as described above, the base resistance and parasitic capacitance of the transistor can be reduced and the gain bandwidth product can be improved, so that a significant increase in speed can be achieved.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記構成の装置では、窒化膜207のパ
ターンと分離酸化膜204で囲まれたN−型エピタキシ
ャル層203の領域とが、自己整合化されていないため
、窒化膜207のパターン形成においては、マスク合せ
余裕を確保できるように、N−型エピタキシャル層20
3を素子の動作上必要とする以上に、大きく形成してお
く必要があった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the device having the above configuration, the pattern of the nitride film 207 and the region of the N-type epitaxial layer 203 surrounded by the isolation oxide film 204 are not self-aligned. In patterning the nitride film 207, the N-type epitaxial layer 20 is
3 had to be made larger than necessary for the operation of the element.

したがって、上記の製造方法では、素子面積の縮小に限
界があり、特にベース・コレクタ間の容量CTCとコレ
クター基板間の容量CTSを充分に低減させることは不
可能で、高速化を達成する大きな妨げとなっていた。
Therefore, with the above manufacturing method, there is a limit to the reduction of the element area, and in particular, it is impossible to sufficiently reduce the capacitance CTC between the base and collector and the capacitance CTS between the collector substrate, which is a major hindrance to achieving high speed. It became.

また、素子面積縮小への限界が存在することは、高集積
化への障壁であり、チップサイズの縮小に限界を与える
こととなり、ウェハからのチップの収率を低下させ、コ
ストダウンできないという問題点があった。
In addition, the existence of a limit to the reduction of the element area is a barrier to higher integration, which limits the reduction of chip size, which reduces the yield of chips from wafers and makes it impossible to reduce costs. There was a point.

この発明は前記従来技術が持っていた問題点のうち、窒
化膜のパターンと分離酸化膜で囲まれたエピタキシャル
層とが自己整合化されないことに起因するエピタキシャ
ル層を必要以上に大きくする必要がある点と、ベース・
コレクタ間およびコレクタ・基板間の容量を低減できな
いために高速化を阻害する点と、高集積化ができないと
いう点について解決した半導体装置の製造方法を提供す
るものである。
Among the problems that the prior art had, this invention requires making the epitaxial layer larger than necessary, which is caused by the fact that the nitride film pattern and the epitaxial layer surrounded by the isolation oxide film are not self-aligned. point and base
The present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device that solves the problems of the inability to reduce the capacitance between the collectors and between the collector and the substrate, which hinders speeding up, and the inability to achieve high integration.

(課題を解決するための□手段) この発明は前記問題点を解決するために、半導体装置の
製造方法において、第1導電型を有する半導体基体の一
主面上にパターン化した第1の耐酸化性膜と中間膜の形
成徒弟1の多結晶シリコンと金属および第1の酸化シリ
コンを堆積させる工程と、中間膜上の第1の多結晶シリ
コンと金属と第1の酸化シリコンを除去したのち、中間
膜と第1の耐酸化性膜を介して開口部を形成する工程と
、この開口部に第2導電型不純物を半導体基体へ拡散す
るときもに、第1の多結晶シリコンより開口部に第2導
電型不純物を拡散し、かつこの開口部の他の部分に第1
導電型不純物を拡散する工程と、第2の多結晶シリコン
の堆積後、この第2の多結晶シリコンから第1導電型不
純物を拡散させる工程とを導入したものである。
(□ Means for Solving the Problems) In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device in which a first acid-resistant material is patterned on one principal surface of a semiconductor substrate having a first conductivity type. Formation of a chemical film and an intermediate film After the process of depositing polycrystalline silicon, metal and first silicon oxide in Apprentice 1, and removing the first polycrystalline silicon, metal and first silicon oxide on the intermediate film In the step of forming an opening through the intermediate film and the first oxidation-resistant film, and also when diffusing the second conductivity type impurity into the opening into the semiconductor substrate, the opening is formed from the first polycrystalline silicon. a second conductivity type impurity is diffused into the opening, and a first conductivity type impurity is diffused into the other part of the opening.
This method introduces a step of diffusing a conductivity type impurity, and a step of diffusing the first conductivity type impurity from the second polycrystalline silicon after depositing the second polycrystalline silicon.

(作 用) この発明によれば、半導体装置の製造方法において、以
上のような工程を導入したので、半導体基体上のパター
ン化した第1の耐酸化性膜と中間膜の積層膜上の第1の
多結晶シリコンと金属と第1の酸化シリコンを除去した
後、第1の耐酸化性膜と中間膜を除去することにより開
口部を形成し、この開口部に第2導電型不純物を半導体
基体へ拡散するとともに第1の多結晶シリコンから開口
部に第2R電型不純物を拡散して不活性ベースを形成し
、それ以外の開口部に第1導電型不純物を拡散して活性
ベースを形成する。
(Function) According to the present invention, since the above-described steps are introduced in the method for manufacturing a semiconductor device, the first oxidation-resistant film on the patterned first oxidation-resistant film on the semiconductor substrate and the laminated film of the intermediate film can be removed. After removing the first polycrystalline silicon, the metal, and the first silicon oxide, an opening is formed by removing the first oxidation-resistant film and the intermediate film, and a second conductivity type impurity is injected into the opening. While diffusing into the substrate, a second conductivity type impurity is diffused from the first polycrystalline silicon into the opening to form an inactive base, and a first conductivity type impurity is diffused to other openings to form an active base. do.

また、第2の多結晶シリコンの堆積後に開口部に第1導
電型不純物を拡散させてエミッタを形成することにより
、不活性ベースと活性ベースとエミッタを自己整合的に
形成する。したがって、前記問題点を除去できる。
Further, by forming an emitter by diffusing a first conductivity type impurity into the opening after depositing the second polycrystalline silicon, the inactive base, the active base, and the emitter are formed in a self-aligned manner. Therefore, the above problem can be eliminated.

(実施例) 以下、この発明の半導体装置の製造方法の実施例につい
て図面に基づき説明する。第1図は、この発明の一実施
例の工程断面図であって、バイポーラ・トランジスタを
例にとつ−て示しており、この発明に係わる重要部分で
あるベースおよびエミッタ形成の工程断面を示している
。コレクタ形成に関しては、図示しないで説明のみに留
める。
(Example) Hereinafter, an example of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention will be described based on the drawings. FIG. 1 is a process cross-sectional view of one embodiment of the present invention, taking a bipolar transistor as an example, and showing a process cross-section of base and emitter formation, which are important parts related to the present invention. ing. Regarding the formation of the collector, only the explanation will be given without illustration.

まず、第1図(alに示すように、P−型半導体基板(
図示せず)にN゛型埋込拡散層101を形成し、約In
の厚さのN−型エピタキシャル層102を成長させる。
First, as shown in Figure 1 (al), a P-type semiconductor substrate (
(not shown), an N-type buried diffusion layer 101 is formed in the approximately In
An N-type epitaxial layer 102 is grown to a thickness of .

11−型エピタキシャル層102の表面に約100(I
Lの厚さの酸化膜103を形成し、CVD法により、耐
酸化性膜として、約2000人の厚さの窒化シリコン膜
104、中間膜として、約10000人の厚さの酸化シ
リコン膜105および耐酸化性膜として、約3000人
の厚さの窒化シリコン膜106を順次積層して積層膜を
形成する。
Approximately 100 (I
An oxide film 103 with a thickness of L is formed, and a silicon nitride film 104 with a thickness of about 2000 mm as an oxidation-resistant film, a silicon oxide film 105 with a thickness of about 10000 mm as an intermediate film, and a silicon oxide film 105 with a thickness of about 10000 mm are formed by CVD. As an oxidation-resistant film, silicon nitride films 106 having a thickness of about 3000 layers are sequentially stacked to form a stacked film.

その後、公知のりソグラフィ技術を用い、分離領域とな
るべき領域を画定し、その画定した領域の窒化ンリコン
#106.酸化シリコン膜105および窒化シリコン膜
104をエンチングにより除去する。
Thereafter, a region to be an isolation region is defined using a known lamination lithography technique, and nitride silicon #106. The silicon oxide film 105 and the silicon nitride film 104 are removed by etching.

次に、第1図(b)に示すように、約4000人の厚さ
の耐酸化性膜として窒化シリコン膜を、CVD法;こよ
り、全面に付着形成させ、異方性エツチングを用いるこ
とにより、窒化シリコン膜のサイドウオール107を形
成する。
Next, as shown in FIG. 1(b), a silicon nitride film with a thickness of approximately 4,000 mm was deposited on the entire surface by CVD method, and anisotropic etching was performed. , a sidewall 107 of silicon nitride film is formed.

次に、第1図(C)に示すように、分離領域の酸化膜1
03を除去して、酸化膜103aとした後、N−型エピ
タキシャル層102を約3000人の深さにエツチング
し、約6000人の厚さの酸化膜108を熱酸化により
形成し、N−型エピタキシャル層102を102aとす
る。
Next, as shown in FIG. 1(C), the oxide film 1 in the isolation region is
03 to form an oxide film 103a, the N-type epitaxial layer 102 is etched to a depth of about 3000mm, and an oxide film 108 with a thickness of about 6000mm is formed by thermal oxidation to form an N-type epitaxial layer 103a. The epitaxial layer 102 is referred to as 102a.

次に、第1図(d)に示すように、フォトレジスト(図
示せず)を塗布し、コレクタ電極を形成する部分(図示
せず)のフォトレジストを開口させ、窒化シリコン膜/
酸化シリコン膜/窒化シリコン膜の積層膜(図示せず)
を除去し、フォトレジスト除去後、さらにフォトレジス
ト(図示せず)を塗布し、ベース電極形成部のフォトレ
ジストを開口させ、ベース電極形成部の窒化シリコン膜
106、窒化シリコン膜のサイドウオール107、およ
び酸化膜103aを除去するとともに、窒化シリコン膜
104の下の酸化膜103bとする。
Next, as shown in FIG. 1(d), a photoresist (not shown) is applied, an opening is made in the photoresist in a portion (not shown) where a collector electrode will be formed, and the silicon nitride film/
Laminated film of silicon oxide film/silicon nitride film (not shown)
After removing the photoresist, a photoresist (not shown) is further applied, and the photoresist in the base electrode formation area is opened, and the silicon nitride film 106 in the base electrode formation area, the silicon nitride film sidewall 107, Then, the oxide film 103a is removed, and an oxide film 103b is formed under the silicon nitride film 104.

このフォトレジストを除゛去後、CVD法により約30
00人の多結晶シリコン109を堆積させ、フォトレジ
ストを用いる公知のりソグラフィ技術でベース電極形成
部およびコレクタ電極形成部の多結晶シリコン109を
パターン形成する。
After removing this photoresist, approximately 30%
A layer of polycrystalline silicon 109 of 0.000000000000 is deposited, and the polycrystalline silicon 109 of the base electrode forming portion and the collector electrode forming portion is patterned by a known lithography technique using a photoresist.

その後、フォトレジストをマスクにすることにより、ベ
ース電極形成部の多結晶シリコン109には、1〜5x
l□+5cII−z程度の硼素をイオン注入し、コレク
タ電極形成部の多結晶シリコン(図示せず)には、lX
l0”ell−”程度の燐をイオン注入する。
After that, by using a photoresist as a mask, the polycrystalline silicon 109 in the base electrode forming part is coated with 1 to 5x
Boron ions of approximately l□+5cII-z were implanted, and lX
Phosphorus is ion-implanted in an amount of about 10"ell-".

次に、スパッタ法により金属として、約1000人の厚
さのタンタル膜110を付着させ、その上にCVD法で
約2000人の厚さの酸化シリコン膜111を堆積させ
る。
Next, a tantalum film 110 having a thickness of approximately 1000 nm is deposited as a metal by sputtering, and a silicon oxide film 111 having a thickness of approximately 2000 nm is deposited thereon by CVD.

次に、フォトレジス)112を塗布し、酸素プラズマ中
に所定の時間曝すことにより、酸化シリコン膜111の
突出部の表面111aを露出させる。
Next, a photoresist 112 is applied and exposed to oxygen plasma for a predetermined time to expose the surface 111a of the protruding portion of the silicon oxide film 111.

次に、酸化シリコン膜の表面111aを弗酸系の湿式エ
ッチャントでエツチングし、さらにタンタル膜110お
よび多結晶シリコン109をCF。
Next, the surface 111a of the silicon oxide film is etched with a hydrofluoric acid-based wet etchant, and the tantalum film 110 and polycrystalline silicon 109 are further etched by CF.

を主成分とするガス・プラズマでエツチングし、フォト
レジスト112を剥離して、第1図(e)に示すような
形状を得る。
The photoresist 112 is removed by etching with a gas plasma containing as a main component to obtain a shape as shown in FIG. 1(e).

その後、フォトレジスト(図示せず)で、ベース電極形
成部を覆い、コレクタ電極部の酸化シリコン膜(図示せ
ず)とタンタル膜(図示せず)をエツチング除去し、こ
のフォトレジストの剥離をしておく。
Thereafter, the base electrode forming part is covered with a photoresist (not shown), the silicon oxide film (not shown) and the tantalum film (not shown) of the collector electrode part are etched away, and this photoresist is peeled off. I'll keep it.

次に、フォトレジスト(図示せず)を塗布し、酸素プラ
ズマを利用することにより、第1図(e)で示したよう
に、酸化シリコン膜105の表面を露出させ、弗酸系の
湿式エッチャントに浸漬することにより、第1図(f)
に示すように、酸化シリコン膜105を除去する。
Next, by applying a photoresist (not shown) and using oxygen plasma, the surface of the silicon oxide film 105 is exposed as shown in FIG. Figure 1(f)
As shown in FIG. 3, the silicon oxide film 105 is removed.

しかる後、約800℃の酸素雰囲気で熱処理することに
より、多結晶シリコン109より硼素をN−型エピタキ
シャル層102aに拡散させ、不活性ベース112Aを
形成させ、同時にコレクタ抵抗低減用N″領域(図示せ
ず)を形成させ、露出している多結晶シリコン109の
表面を酸化シリコン膜113に、露出しているタンタル
膜110表面を酸化タンタル膜114に変換させる。そ
の後、窒化シリコン膜104をプラズマエツチング法で
除去して、酸化膜103bの表面を露出させる。
Thereafter, by heat treatment in an oxygen atmosphere at approximately 800°C, boron is diffused from the polycrystalline silicon 109 into the N- type epitaxial layer 102a, forming an inert base 112A, and at the same time forming an N″ region for reducing collector resistance (Fig. (not shown) to convert the exposed surface of the polycrystalline silicon 109 into a silicon oxide film 113 and the exposed surface of the tantalum film 110 into a tantalum oxide film 114. Thereafter, the silicon nitride film 104 is plasma etched. The surface of the oxide film 103b is exposed by removing the oxide film 103b.

次に、第1図(g)に示すように、イオン注入法を用い
、硼素を1〜5X10”cm−”程度N−型エビタキシ
ャル層102aに注入し、約800℃の酸素雰囲気で熱
処理し、活性ベース115を形成させる。
Next, as shown in FIG. 1(g), boron is injected into the N-type epitaxial layer 102a to an extent of 1 to 5 x 10"cm-" using an ion implantation method, and then heat-treated in an oxygen atmosphere at about 800°C. , forming an active base 115.

次に、第1図(ロ)に示すように、CVD法により、約
5000人の厚さの酸化シリコン膜を堆積させ、異方性
エツチングにより、この酸化シリコン膜と酸化シリコン
膜103bを除去し、エミッタ形成部116を開口する
とともに、酸化シリコン膜のサイドウオール117を形
成する。
Next, as shown in FIG. 1(b), a silicon oxide film with a thickness of about 5,000 wafers is deposited by the CVD method, and this silicon oxide film and the silicon oxide film 103b are removed by anisotropic etching. , while opening the emitter forming portion 116, a side wall 117 of a silicon oxide film is formed.

次に、第1図(ilに示すように、CVD法により、約
3000人の厚さの多結晶シリコン118を堆積したの
ち、表面に約200人の酸化膜119を形成し、砒素を
多結晶シリコン118にl Q ” C1l −”程度
イオン圧入する。
Next, as shown in FIG. Ions are injected into the silicon 118 to an extent of about lQ''C1l-''.

次に、第1図(j)に示すように、酸化膜119および
多結晶シリコン118をエツチングによりパターン11
9a、118aを形成し、約800℃で熱処理して、多
結晶シリコン118からの不純物の活性ベース115中
への拡散でエミッタ120を形成する。かくして、不活
性ベース112A。
Next, as shown in FIG. 1(j), the oxide film 119 and polycrystalline silicon 118 are etched to form a pattern 11.
9a and 118a are formed and heat treated at about 800° C. to form an emitter 120 by diffusion of impurities from the polycrystalline silicon 118 into the active base 115. Thus, the inert base 112A.

活性ベース115、エミッタ120が自己整合的に形成
される。
An active base 115 and an emitter 120 are formed in a self-aligned manner.

このとき、雰囲気ガスに酸素を含ませておくと、多結晶
シリコン118のパターン118aの側壁も酸化膜11
9bが形成される。
At this time, if the atmospheric gas contains oxygen, the sidewalls of the pattern 118a of the polycrystalline silicon 118 will also be covered by the oxide film 11.
9b is formed.

次に、第1図(ロ)に示すように、多結晶シリコン11
8のパターン118aの表面の酸化膜119a。
Next, as shown in FIG. 1(b), polycrystalline silicon 11
Oxide film 119a on the surface of pattern 118a of No.8.

119bを除去し、同時にコレクタ部の多結晶シリコン
酸化膜(図示せず)も除去する。その後、約500人の
白金を付着形成させ、500〜600℃の熱処理によっ
て、多結晶シリコン11Bのパターン118aの表面に
白金シリサイド121を形成する。
119b is removed, and at the same time, the polycrystalline silicon oxide film (not shown) in the collector portion is also removed. Thereafter, approximately 500 layers of platinum are deposited and heat treated at 500 to 600° C. to form platinum silicide 121 on the surface of pattern 118a of polycrystalline silicon 11B.

酸化膜119b上で未反応のまま残った白金は王水によ
って除去する。その後、約3000人の厚さのCVD酸
化膜122を堆積した後、エミッタ部の白金シリサイド
121、コレクタ部の白金シリサイド(図示せず)、お
よびベース電極のタンタル![110の上にコンタクト
ホールを開口する。そして電極金属123を形成させ、
電極配線とする。かくして、半導体装置としてのバイポ
ーラ型半導体素子が製造される。
Platinum remaining unreacted on the oxide film 119b is removed with aqua regia. After that, after depositing a CVD oxide film 122 with a thickness of about 3,000 yen, platinum silicide 121 on the emitter section, platinum silicide (not shown) on the collector section, and tantalum silicide on the base electrode! [Open a contact hole above 110.] Then, an electrode metal 123 is formed,
Use electrode wiring. In this way, a bipolar semiconductor element as a semiconductor device is manufactured.

なお、上記実施例では、不活性ベース112A上の多結
晶シリコン膜109に形成した金属層として、タンタル
膜110を形成した場合について例示したが、この金属
層は表面の酸化可能なMなどの金属を用いても、同様の
効果を奏することができる。
In the above embodiment, the tantalum film 110 is formed as the metal layer formed on the polycrystalline silicon film 109 on the inert base 112A. The same effect can be achieved by using .

(発明の効果) 以上詳細に説明したように、この発明によれば、分離酸
化膜に対し、不活性ベース、活性ベースおよびエミッタ
を自己整合で形成するようにしたので、従来例と同−設
計基準のもとにおいても、バイポーラ素子面積を大幅に
縮小することが可能となり、コレクター基板間の接合容
量C0およびベース−コレクタ間の接合容量etcを低
減できる。
(Effects of the Invention) As described above in detail, according to the present invention, the inert base, active base, and emitter are formed in self-alignment with respect to the isolation oxide film, so the design is the same as that of the conventional example. Even under the standard, it is possible to significantly reduce the area of the bipolar element, and the junction capacitance C0 between the collector substrates and the junction capacitance between the base and the collector etc. can be reduced.

さらに、ベース電極多結晶シリコン上に金属層が形成さ
れていることから、ベース抵抗r、も大幅に低減され、
これらコレクター基板間の接合容量CtS、ベース−コ
レクタ間の接合容量CtC、ベース抵抗r1の低減は、
従来例に較べ、バイポーラ型半導体集積回路装置の低消
費電力化、高速化に対し、その寄与するところが大であ
る。
Furthermore, since a metal layer is formed on the base electrode polycrystalline silicon, the base resistance r is also significantly reduced.
These reductions in the junction capacitance CtS between the collector substrates, the junction capacitance CtC between the base and the collector, and the base resistance r1 are as follows:
Compared to the conventional example, it greatly contributes to lower power consumption and higher speed of bipolar semiconductor integrated circuit devices.

また、素子面積の縮小は、従来と同一チップサイズに対
して、大幅な高集積化の達成が期待できるなどの効果を
奏する。
In addition, the reduction in element area has the effect that it is possible to achieve a significantly higher degree of integration for the same chip size as before.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図(alないし第1図(9)はこの発明の半導体装
置の製造方法の一実施例を説明するための工程断面図、
第2図(^)ないし第2図(F)は従来のバイポーラ型
半導体集積回路装置の製造方法を説明するための工程断
面図、第3図(a)ないし第3図(f)は第2図(C)
ないし第2図(F)の工程を詳細に説明するためのベー
スおよびエミッタ領域周辺の拡大断面図である。 102a・・・N−型エピタキシャル層、10B・・・
酸化膜、110・・・タンタル膜、111・・・酸化シ
リコン膜、112A・・・不活性ベース、115・・・
活性ベース、120・・・エミッタ、121・・・白金
シリサイド、122・・・CVD酸化膜、123・・・
電極。 従来の工程断面図 第2図 206d 、コbクタ噛9に今を舌ム、リコン従来の工
程断面図 第2図 従来の部分詳細工程断面図 第3図
1(al) to FIG. 1(9) are process cross-sectional views for explaining one embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention,
FIGS. 2(^) to 2(F) are process cross-sectional views for explaining a conventional method of manufacturing a bipolar semiconductor integrated circuit device, and FIGS. 3(a) to 3(f) are Diagram (C)
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the base and emitter regions and their periphery for explaining in detail the steps shown in FIGS. 2(F) to 2(F). 102a...N-type epitaxial layer, 10B...
Oxide film, 110... Tantalum film, 111... Silicon oxide film, 112A... Inert base, 115...
Active base, 120... Emitter, 121... Platinum silicide, 122... CVD oxide film, 123...
electrode. Conventional process sectional view Fig. 2 206d, Recon conventional process sectional view Fig. 2 Detailed conventional partial process sectional view Fig. 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (a)第1導電型を有する半導体基体の一主面上に第1
の耐酸化性膜、中間膜、および第2の耐酸化性膜を積層
して積層膜を形成し、この積層膜の領域を画定した後、
第3の耐酸化性膜を堆積させ、かつ前記積層膜の側壁に
のみこの第3の耐酸化性膜を残留させる工程と、 (b)前記画定した領域の積層膜をマスクとして前記半
導体基体の一主面を酸化膜に変換する工程と(c)前記
第2および第3の耐酸化性膜を除去し、第1の多結晶シ
リコンと、金属および第1の酸化シリコンを堆積させる
工程と、 (d)前記中間膜の上に存在する前記第1の多結晶シリ
コンと金属および第1の酸化シリコンの除去後前記中間
膜と第1の耐酸化性膜を除去して開口部を形成する工程
と、 (e)前記開口部に第2導電型不純物を前記半導体基体
へ拡散し、かつ前記第1の多結晶シリコンを介し、この
開口部には第2導電型不純物を前記半導体基体へ拡散す
るとともにこの開口部の他の部分に、第1導電型不純物
を拡散させる工程と、(f)前記開口部の第1の多結晶
シリコンの側壁に第2の酸化シリコンを形成する工程と
、 (g)第2の多結晶シリコンを堆積させてこの第2の多
結晶シリコンを介して第1導電型不純物を前記半導体基
体へ拡散させる工程と、 よりなる半導体装置の製造方法。
[Claims] (a) A first conductive layer on one main surface of a semiconductor substrate having a first conductivity type.
After forming a laminated film by laminating the oxidation-resistant film, the intermediate film, and the second oxidation-resistant film, and defining the region of this laminated film,
depositing a third oxidation-resistant film and leaving the third oxidation-resistant film only on the sidewalls of the laminated film; (b) using the laminated film in the defined area as a mask to cover the semiconductor substrate; (c) removing the second and third oxidation-resistant films and depositing first polycrystalline silicon, metal, and first silicon oxide; (d) After removing the first polycrystalline silicon, metal, and first silicon oxide present on the intermediate film, removing the intermediate film and the first oxidation-resistant film to form an opening. (e) diffusing a second conductivity type impurity into the opening into the semiconductor substrate, and diffusing a second conductivity type impurity into the opening into the semiconductor substrate via the first polycrystalline silicon; (f) forming a second silicon oxide on the sidewall of the first polycrystalline silicon of the opening; (g) ) a step of depositing a second polycrystalline silicon and diffusing a first conductivity type impurity into the semiconductor substrate through the second polycrystalline silicon.
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