JPH0371771B2 - - Google Patents

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JPH0371771B2
JPH0371771B2 JP57030035A JP3003582A JPH0371771B2 JP H0371771 B2 JPH0371771 B2 JP H0371771B2 JP 57030035 A JP57030035 A JP 57030035A JP 3003582 A JP3003582 A JP 3003582A JP H0371771 B2 JPH0371771 B2 JP H0371771B2
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JP
Japan
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window
film
silicon
emitter
electrode
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP57030035A
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English (en)
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JPS58147150A (ja
Inventor
Toshio Kurahashi
Toshihiko Ono
Kyoshi Watabe
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0371771B2 publication Critical patent/JPH0371771B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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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)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 発明の技術分野 本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に
不純物拡散後のウオツシユ・アウト工程に耐え得
る絶縁膜をマスクとするエミツタ・セルフアライ
ン法に関する。
(b) 従来技術と問題点 トランジスタのエミツタ領域形成のための不純
物拡散もしくは注入のためのマスクをそのまま該
エミツタの電極・配線形成の際の絶縁層とするこ
と、すなわち、不純物拡散等のためのマスクの窓
と絶縁層の電極窓とを共用にすることは合理的な
方法であつて、通常エミツタのセルフアライン
(Self align;自己整合)と呼ばれている。
このエミツタのセルフアラインの最も簡明な例
は、第1図にその断面図を示す如く、シリコン基
板1にベース領域2を形成する際あるいは形成し
た後にシリコン基板1上に二酸化シリコンSiO2
膜3を形成し、所要のエミツタ形成領域上の
(SiO2)膜3にホトリソグラフイ法によつて選択
的に窓4を設けて、該窓4を前述のエミツタ領域
形成用不純物拡散等の窓及び電極窓とする方法で
ある。かかるエミツタ領域形成用不純物の拡散
後、電極形成に先立つて、電極とするアルミニウ
ム(Al)等の金属とエミツタ領域5とのオーミ
ツク接触を確保するために弗酸(HF)系溶液に
よるシリコン基板1表面の前処理(自然酸化膜あ
るいは前記エミツタ領域の形成の際にシリコン基
板1の表面に生成される薄い酸化膜の除去)が実
施される。この前処理はウオツシユ・アウト
(Wash out)工程と呼ばれるが、本従来例にお
いては、このウオツシユ・アウト工程において、
HF系溶液はシリコン基板上の酸化膜のみなら
ず、SiO2膜3をも溶解するために、前記窓4が
横方向に拡大される。この窓4の拡大幅がエミツ
タ領域5の横方向拡散長を超えるときは、エミツ
タ電極によつてエミツターベース間が短絡される
結果を招くために、不純物拡散工程及びウオツシ
ユアウト工程の管理が容易でない。
前記従来例の方法を改善する試みとして、窒化
シリコン(Si3N4)膜を用いる方法が提案されて
いる。しかしながら、このSi3N4膜のエツチヤン
トはシリコンをもエツチングするために、第2図
にその断面図を示す如く、シリコン基板1上に
SiO2膜6を介してSi3N4膜7を設けることが必要
となる。Si3N4膜7はエミツタ拡散工程において
クラツクを生ずる危険が多いのみならず、ウオツ
シユアウト工程において、Si3N4膜7よりもSiO2
膜6が多量に横方向にエツチングされて、窓8の
端面はオーバーハング状となり、前記例と同様エ
ミツターベース間短絡の危険性が解決せず、又、
電極とするAl等の金属層が薄い場合には、断線
の危険性もある。
第一の従来例の方法を改善する他の試みとし
て、第3図にその断面図を示す多結晶シリコン膜
を用いる方法がある。この方法においては、シリ
コン基板1上に形成したSiO2膜3に窓4を設け
た後に、多結晶シリコン膜9を形成し、エミツタ
領域5形成のための不純物拡散は該多結晶シリコ
ン膜9を介して行う。この拡散後のウオツシユア
ウト工程において窓4の幅が拡大されることはな
い。しかしながら、多結晶シリコン膜9を介在さ
せることは好ましい方法ではなく、エミツタ電極
をAlにて形成する場合に多結晶シリコンとAlと
の間に良好なオーミツク接触を確保するための制
御が必要となるなどの不都合がある。
先に述べたウオツシユアウト工程における
SiO2膜3もしくは6のエツチングによる障害は、
ベース領域及びエミツタ領域の深さすなわち不純
物の拡散の深さを浅くするに伴つて重大な問題と
なつてきている。
(c) 発明の目的 本発明は、シリコン基板上に絶縁膜を形成し、
該絶縁膜に選択的に設けた窓よりエミツタ領域形
成のための不純物を該基板に導入し、前記窓内の
該基板面をウオツシユ・アウトした後に、該窓に
エミツタ電極を形成するエミツタ・セルフアライ
ン法において、エミツターベース間の短絡等の障
害を生じない製造方法を提供することを目的とす
る。
(d) 発明の構成 上記目的は本発明によりシリコン基板上には二
酸化シリコン膜及びその上にシリコン酸化窒化物
膜が形成され、二酸化シリコン膜には素子形成領
域の電極形成に対応する位置に窓が設けられ、シ
リコン酸化窒化物膜には、上記窓内でシリコン基
板に直接接触する周囲部分が残るような電極窓が
形成されており、該窓を通して所望素子形成用の
不純物がシリコン基板に導入され、続いて窓内に
表出するシリコン基板面が弗酸系溶液でウオツシ
ユアウトされた後窓に電極が形成されることを特
徴とする半導体装置の製造方法によつて達成され
る。
(e) 発明の実施例 以下本発明を実施例により図面を参照して具体
的に説明する。
シリコン酸化窒化物(シリコンオキシナイトラ
イドSixOyNz)は、シリコン(Si)、二酸化シリ
コン(SiO2)のエツチヤントとして一般に使用
されているHF系溶液に対するエツチングレート
が低くSi,SiO2に対して選択性を与えることが
できる。
又、シリコン酸化窒化物により形成された膜
は、窒化シリコン(Si3N4)とは異なり、膜内の
ストレスが少いために加熱処理によるクラツク発
生に強く、又、ホツトキヤリアとなる水素原子を
含まず半導体基板の活性領域面上に直接に接触し
た状態であつても、該半導体素子の特性にほとん
ど影響を与えない。
シリコン酸化窒化物膜は以上述べた特徴をもつ
ために、これによつて前記目的を達成することが
可能となる。
第4図は本発明の一実施例を示す断面図であ
る。図において11はシリコン基板、12は素子
形成領域を構成するベース領域、13はSiO2膜、
14はシリコン酸化窒化物膜、15はエミツタ領
域、16はエミツタ電極・配線を示す。
シリコン酸化窒化物膜14は、化学気相成長法
(以下CVD法という)によつて形成する。反応ガ
スとしては、例えばアルゴン(Ar)で1%程度
に希釈されたモノシラン(SiH4)にアンモニア
(NH3)、亜酸化窒素(N2O)を流量比で1:
3:10〜20に混合したガスを用い、プラズマ
CVD法による場合には反応温度400℃程度、プラ
ズマを利用しない場合には反応温度700℃乃至800
℃程度とする。このシリコン酸化窒化物膜14の
厚さは200〔nm〕乃至500〔nm〕程度とされる。こ
のようなCVD法によつて形成されたシリコン酸
化窒化物膜14の選択的除去を、ホトリソグラフ
イ法に従つてレジストマスクを用いて例えば濃度
50〔%〕HFをエツチヤントとして実施して、エ
ミツタを形成する領域上に窓を設ける。
エミツタ領域15の形成は、このシリコン酸化
窒化物膜14をマスクとする、不純物を含有させ
た珪酸ガラス膜からの熱拡散により、もしくは、
イオン注入法により、該膜14に設けた窓から不
純物をシリコン基板11に導入し、拡散あるいは
活性化することによつてなされる。
前記不純物の導入処理後、電極形成に先立つて
HF系溶液によるウオツシユアウトを実施する
が、先に述べた如く、シリコン酸化窒化物はHF
系溶液によるエツチングレートが低く、該シリコ
ン酸化窒化物膜14に形成された電極窓はエミツ
タ領域15以内に設定される。
次いで蒸着あるいはスパツタリング法等によつ
てAl膜を被着形成し、エミツタ電極・配線16
ベース電極・配線17等をパターニングするが、
この時シリコン酸化窒化膜14は良好な絶縁膜と
して機能し、又、その窓内においてエミツタ領域
15に接触しているエミツタ電極16は該エミツ
タ領域15内にあるために、前記従来技術による
方法において発生したエミツターベース間の短絡
障害を生じない。
なお、第4図に見られるSiO2膜13は、以上
説明したエミツタ形成工程に先立つてシリコン基
板11上に既に形成されていたSiO2膜である。
このSiO2膜には素子形成領域の電極位置に対応
した部分に窓が設けられ、さらに基板上にはシリ
コン酸化窒化物膜が被着されている。従つて図示
の如く素子形成領域の電極形成部分ではこのシリ
コン酸化窒化物膜は直接シリコン基板上に接触し
ている。この様なシリコン基板に直接接触するシ
リコン酸化窒化物膜にはさらに周囲の直接接触部
分を残して電極窓が形成され、この窓を通して上
述のような不純物の導入処理、ウオツシユアウト
及び電極形成が行なわれる。
従つて本発明では電極形成以外の部分はSiO2
膜13とシリコン酸化窒化物膜14の二重層とな
つているが、これは上部に形成される配線層の静
電容量を低減するのに役立つ。
即ち誘電率を比較すると、SiO2膜は約1.46であ
るのに対し、シリコン酸化窒化物膜は約1.85であ
り、シリコン酸化窒化物膜がシリコン基板上に全
面的に直接被着されていると、その上に形成され
る配線層の静電容量は、SiO2の場合に比較する
と大となり、配線層上の信号の伝播速度は小とな
る。しかし本発明では電極形成部分以外は、二重
構造となつているので、その部分の配線層の合成
静電容量は夫々の静電容量より小となり、これに
よつて配線層上の信号の伝播速度を高めることが
できる。
(f) 発明の効果 本発明によれば、エミツタ・セルフアライン法
において、不純物導入の際のマスクをシリコン酸
化窒化物膜から構成することにより、HF系溶液
によるウオツシユアウト工程における不要なサイ
ドエツチングを抑制し、同一窓に形成される電極
によるエミツターベース間短絡障害を排除するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図はそれぞれ従来例を示す断面
図、第4図は本発明の実施例を示す断面図であ
る。 図において、1はシリコン基板、2はベース領
域、3はSiO2膜、4は窓、5はエミツタ領域、
6はSiO2膜、7はSi3N4膜、8は窓、9は多結晶
シリコン膜、11はシリコン基板、12はベース
領域、13はSiO2膜、14はシリコン酸化窒化
物膜、15はエミツタ領域、16はエミツタ電
極・配線、17はベース電極・配線を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 シリコン基板上に二酸化シリコン膜を形成
    し、素子形成領域の電極位置に対応して窓明けさ
    れた後、二酸化シリコン膜の表面を覆つてシリコ
    ン酸化窒化物膜が被着され、窓明けされ、窓の周
    囲部分は二酸化シリコン膜の窓内側面を覆い、か
    つ直接シリコン基板上に接する形状とされ、該窓
    を通して所望素子形成用の不純物がシリコン基板
    に導入され、続いて窓内に表出するシリコン基板
    面が弗酸系溶液でウオツシユアウトされた後窓に
    電極が形成されることを特徴とする半導体装置の
    製造方法。
JP57030035A 1982-02-26 1982-02-26 半導体装置の製造方法 Granted JPS58147150A (ja)

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JPS58147150A JPS58147150A (ja) 1983-09-01
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5587442A (en) * 1978-12-25 1980-07-02 Fujitsu Ltd Manufacture of semiconductor device
JPS5811729B2 (ja) * 1979-05-23 1983-03-04 富士通株式会社 半導体装置の製造方法
JPS5633841A (en) * 1979-08-29 1981-04-04 Sony Corp Manufacture of semiconductor device

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