JPH04277631A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

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JPH04277631A
JPH04277631A JP3063947A JP6394791A JPH04277631A JP H04277631 A JPH04277631 A JP H04277631A JP 3063947 A JP3063947 A JP 3063947A JP 6394791 A JP6394791 A JP 6394791A JP H04277631 A JPH04277631 A JP H04277631A
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JP
Japan
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region
polysilicon
base
emitter
insulating film
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Pending
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JP3063947A
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English (en)
Inventor
Tsutomu Sugawara
勉 菅原
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Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Original Assignee
Clarion Co Ltd
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Publication date
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置およびその
製造方法の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】ICの高周波化を実現するため、構成素
子であるトランジスタの微細化、シャロー化が要求され
、また、エミッタ、ベース等の位置合わせ精度を向上さ
せるべく、各種のセルフ・アライン(自己整合)が提案
されている。セルフ・アラインにも、いくつかあるが、
一例として日本電気株式会社が発表したPSA(pol
y−Si Self−Aligned Process
)の製造途中と完成後の断面構造を図5、図6に示す。
【0003】図5は、ベース領域、エミッタ領域、コレ
クタ領域上に、ポリシリコン膜を介し、イオン注入によ
り、それぞれの領域を形成するものであり、ベース、エ
ミッタおよびコレクタのポリシリコン膜の分離は、窒化
シリコン膜をマスクに酸化して分離してするものである
。この例では、各領域のコンタクトと電極がセルフ・ア
ラインで形成でき、かつ外部ベース領域とエミッタ領域
の位置関係が窒化シリコン膜のマスクで決まることが特
徴である。
【0004】また、他の例として、日本電信電話株式会
社が発表したSST(Super Self−Alig
ned Procees Technology)があ
る。図7、図8に製造途中と完全後の断面構造を示す。 これは超高周波トランジスタの製法として提案されてい
るもので、第1、第2のポリシリコン膜を利用し、エミ
ッタの幅を極端に微細化できることを特徴としたもので
ある。その製造は、第1ポリシリコン膜を介し、外部ベ
ースを形成したあと、表面を酸化し、更にエミッタ領域
のみを除去して、第2ポリシリコン膜を成膜する。この
あと第2ポリシリコン膜を介してエミッタ領域を形成す
るもので、プロセスは相当複雑になるが、微細なトラン
ジスタが形成できるのが特徴である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図5−図6のPSA法
では、窒化シリコン膜の目合わせ位置により、外部ベー
ス領域とエミッタ領域の相対位置関係は変わらないが、
各領域の面積が変わる場合がある。例えば、右にずれた
場合、エミッタ面積が小さくなってしまう。また、高周
波化を狙うためには、ベース抵抗を極力小さくする必要
があるが、外部ベースとエミッタ領域の距離は、窒化シ
リコン膜のマスク寸法と酸化によって横に拡がる分で決
定されてしまうため、ステッパー等の高価な高精度アラ
イナー(ステップ式投影露光装置)が必要となり、安価
なプロキシミティータイプの露光装置では、パターンが
大きくなってしまう欠点を有している。一方、図7−図
8のSST法では、プロセスが大変複雑であること、お
よび外部ベース領域を形成するための第1シリコン膜の
側壁形成に数工程要すること等から、歩留まり、製造コ
ストの面でIC内部に採用するには、難しいという問題
がある。
【0006】
【発明の目的】本発明は、ICの高周波化の構成素子と
して、製造が容易で、かつセルフ・アラインにより高度
の目合わせを必要とせず、外部ベース領域とエミッタ領
域の接近を可能とし、高周波特性を向上させることので
きる半導体装置およびその製造方法を提供することを目
的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
は、第1導電型半導体基板に形成された第2導電型エピ
タキシャル領域と、前記エピタキシャル領域内に形成さ
れ、周囲部分の不純物濃度が高い第1導電型ベース島状
領域と、前記ベース島状領域中央に形成された第2導電
型高濃度不純物エミッタ領域と、前記エピタキシャル領
域内の前記ベース島状領域側方に形成された第2導電型
高濃度不純物コレクタ領域と、前記基板上に形成され、
少なくとも前記ベース、エミッタ、コレクタ領域上が窓
開けされた第1の絶縁膜と、前記ベース島状領域の周囲
部分上に形成された第1のポリシリコンと、前記第1の
ポリシリコンのエミッタ領域側側面に形成された絶縁膜
と、前記第1のポリシリコン上に形成された窒化絶縁膜
と、前記エミッタ領域上を含む前記窒化絶縁膜上ならび
に前記コレクタ領域上に形成された第2のポリシリコン
とを含むことを要旨としている。
【0008】また、本発明による半導体装置の製造方法
は、第1導電型シリコン基板に第2導電型エピタキシャ
ル層を形成し、表面に絶縁膜を形成する工程と、ベース
、エミッタを形成する第1の部分およびコレクタを形成
する第2の部分の絶縁膜に窓開けし、全面に第1のポリ
シリコンを堆積し、その上に窒化シリコンを堆積すると
ともに前記第1の部分のエミッタを形成する第3の部分
および前記第2の部分を含むその周辺の第1のポリシリ
コンおよび窒化シリコンを除去する工程と、前記第1の
部分の所定位置および第2の部分上をレジストで覆い、
前記第1のポリシリコンにボロンを打ち込み、前記基板
へ不純物拡散を行なう工程と、前記第3の部分を除く第
1の部分以外をレジストで覆い、ボロンを注入し、続い
て前記レジスト除去後に活性ベースの活性化および引き
延ばし拡散を行なう工程と、前記第3の部分上および前
記第2の部分上の酸化膜を異方性除去する工程と、前記
第1の部分の上方および第2の部分の上方に第2のポリ
シリコンを形成し、全面にリンを注入後、前記基板中に
拡散する工程とを含むことを要旨としている。
【0009】
【作用】上記構造の半導体装置においては、外部ベース
領域とエミッタ領域がセルフ・アラインで一義的に決定
できる。ベース、エミッタ上のポリシリコンを引き出し
電極として使用でき、メタル電極の微細化を必要としな
い。また、ベース上に窒化絶縁膜を残すことで、ベース
のパッシベーション(保護)効果がある。
【0010】
【実施例】図1は、本発明の一実施例を示す半導体装置
の模式断面図であり、図2、図3および図4は、その製
造工程図である。同図において、1はP型基板、2は高
濃度N型埋込み領域、3はN型エピタキシャル層、4は
高濃度P型分離領域、5は酸化膜、6は第1のポリシリ
コン(多結晶シリコン)、7は窒化シリコン膜(Si3
N4)、8はフォトレジスト、9はエミッタ領域になる
箇所、10はコレクタ取り出しになる箇所、11は外部
ベース領域、12は外部ベース拡散後に形成される酸化
膜、13は活性ベース領域、14はエミッタ領域、15
は第2のポリシリコン、16はコレクタ取り出し高濃度
N型拡散領域、17は第2のポリシリコン上の酸化膜、
18はメタル(Al)電極である。
【0011】以下、図2〜図4に示した製造工程を説明
する。IC基板となるP型シリコン基板1に高濃度N型
埋込み領域を形成し、3のN型エピタキシャル層成長の
あと酸化膜5を形成し、各IC内の素子分離領域4を形
成する。分離領域4は一般的な拡散であるが、これに限
定する必要はなく、例えばシリコンエピタキシャル層表
面からと、基板からの両方向拡散分離であってもよく、
また絶縁膜分離や溝堀り分離であってもかまわない。
【0012】上記工程でIC基板を形成したあと、トラ
ンジスタのベース、エミッタ、コレクタ領域となる位置
の酸化膜5に窓を開け、その後、全面に第1のポリシリ
コン6と、窒化シリコン7を順次に堆積し、しかるのち
、エミッタ領域になる箇所9およびコレクタ領域となる
箇所10、更にはIC内で素子構成に不要な領域を除去
する。この除去手段はレジストマスクでウエット(湿式
)エッチングでもドライ(乾式)エッチングでもよい。 また、第1のポリシリコンのエッチングは、ジャストエ
ッチングでもルーフエッチングでもよい(次の酸化除去
してしまうため)、このとき例えば前記第1のポリシリ
コンの膜厚は5000Å、窒化シリコン膜厚は2000
Åである。また、酸化膜5は素子分離時にボロンを阻止
できる膜厚2000Å以上である。
【0013】次に、外部ベース領域11を形成するため
、エミッタ領域になる箇所9と、コレクタ領域になる箇
所10をレジストで覆う。このとき、第1のポリシリコ
ン6内のボロンの拡散は、極めて速いため、マスク合わ
せはラフでよく、図2の基板が見える領域9,10を覆
うことができればよく、第1のポリシリコン6、窒化シ
リコン7上に重なる程度のパターンにしておく。この状
態で、外部ベースを形成するためのボロンをイオン注入
によって、第1のポリシリコン中に打ち込む。例えば、
加速電圧120KeVでドース量1×1515/cm2
である。ここまでの製造工程を示したのが図2である。
【0014】このあと、前記レジストを一般的な方法で
除去し、第1のポリシリコン6からシリコン基板への拡
散を酸化性雰囲気で行なう。例えば、熱処理温度105
0℃で120分行なうと、表面濃度は約1×1019/
cm3、深さ1.1μm前後になる。このとき、第1の
ポリシリコンの表面は窒化シリコン膜で覆われているが
、エミッタ領域となる側壁はポリシリコンが露出してい
るため、酸化され約1000Å〜2000Åの酸化膜1
2が横方向にも形成される。次に活性ベース領域13を
形成するため、ベース領域以外をレジストで覆い、同じ
くボロンをイオン注入する。例えば、加速電圧60Ke
Vでドース量5×1013/cm2である。ここまでの
製造工程を示したのが図3である。
【0015】次に前記レジストを除去し、活性ベース領
域13のイオンの活性化と引き延ばし拡散を行なう。例
えば900〜1000℃で30分、次にエミッタ領域と
なる箇所9とコレクタ領域となる箇所10の酸化膜12
,12’をドライエッチングでエッチングして除去する
。エッチングがドライのため、異方性があり、第1のポ
リシリコンの側壁の酸化膜12はエッチングされずに残
ることになる。その後、第2のポリシリコン15を堆積
し、エミッタ領域、コレクタ領域のパターニングを行な
い、全面にリンをイオン注入し、所定の熱処理でシリコ
ン基板中に拡散し、トランジスタが形成される。このと
きのポリシリコン膜厚は、例えば4000Åで、リンの
加速電圧は80KeV、ドース量5×1015/cm2
である。また、熱処理温度は1000℃で、酸化性およ
び不活性雰囲気で約40分である。ここまでの製造工程
を示したものが図4である。
【0016】このあと、各領域の電極を取り出すため、
それぞれのポリシリコン引き出し電極上に窓を開け、メ
タル電極を設け、トランジスタが完成する。図1がその
完成図である。ただし、図1には、パッシベーション(
保護)は示してない。またICとして2層配線等の必要
があれば、この後プロセスが追加されることになるが、
ここではトランジスタ構造の製法のみを示した。
【0017】
【発明の効果】本発明によれば、特に次の如き効果が得
られる。 (1)外部ベースとエミッタ領域がセルフ・アラインで
一義的に決定できる。 (2)セルフ・アラインにより、高度の目合わせを必要
とせず、外部ベース領域とエミッタ領域の接近を可能と
し、高周波特性を向上させることができる。 (3)製造が容易で、ICの構成素子として採用できる
。 (4)ベース、エミッタ上のポリシリコンを引き出し電
極として使用でき、メタル電極の微細化を必要としない
。 (5)ベース上に窒化シリコン膜を残すことで、ベース
のパッシベーション(保護)効果があり、信頼性が向上
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す半導体装置の模式断面
図である。
【図2】半導体装置の製造工程途中を示す断面図である
【図3】次の工程を示す断面図である。
【図4】次の工程を示す断面図である。
【図5】従来の半導体装置の製造方法PSAでの製造工
程途中を示す断面図である。
【図6】完成後の半導体装置の断面図である。
【図7】従来の半導体装置の製造方法SSTでの製造工
程途中を示す断面図である。
【図8】完成後の半導体装置の断面図である。
【符号の説明】
1  P型シリコン基板 2  高濃度N型埋込み領域 3  N型エピタキシャル層 4  分離領域 5  酸化膜 6  第1のポリシリコン 7  窒化シリコン膜 8  レジスト 9  エミッタ領域となる箇所 10  コレクタ領域となる箇所 11  外部ベース領域 12  外部ベース拡散後に形成される酸化膜13  
活性ベース領域 14  エミッタ領域 15  第2のポリシリコン 16  コレクタ取り出し高濃度N型拡散領域17  
第2のポリシリコン上の酸化膜18  メタル電極

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  第1導電型半導体基板に形成された第
    2導電型エピタキシャル領域と、前記エピタキシャル領
    域内に形成され、周囲部分の不純物濃度が高い第1導電
    型ベース島状領域と、前記ベース島状領域中央に形成さ
    れた第2導電型高濃度不純物エミッタ領域と、前記エピ
    タキシャル領域内の上記ベース島状領域側方に形成され
    た第2導電型高濃度不純物コレクタ領域と、前記基板上
    に形成された少なくとも前記ベース、エミッタ、コレク
    タ領域上に窓開けされた第1の絶縁膜と、前記ベース島
    状領域の周囲部分上に形成された第1のポリシリコンと
    、前記第1のポリシリコンのエミッタ領域側側面に形成
    された絶縁膜と、前記第1のポリシリコン上に形成され
    た窒化絶縁膜と、前記エミッタ領域上を含む前記窒化絶
    縁膜上ならびに前記コレクタ領域上に形成された第2の
    ポリシリコンとを含むことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】  第1導電型シリコン基板に第2導電型
    エピタキシャル層を形成し、表面に絶縁膜を形成する工
    程と、ベース、エミッタを形成する第1の部分およびコ
    レクタを形成する第2の部分の絶縁膜に窓開けし、全面
    に第1のポリシリコンを堆積し、その上に窒化シリコン
    を堆積するとともに前記第1の部分のエミッタを形成す
    る第3の部分および前記第2の部分を含むその周辺の第
    1のポリシリコンおよび窒化シリコンを除去する工程と
    、前記第1の部分の所定位置および第2の部分上をレジ
    ストで覆い、前記第1のポリシリコンにボロンを打ち込
    み、前記基板へ不純物拡散を行なう工程と、前記第3の
    部分を除く第1の部分以外をレジストで覆い、ボロンを
    注入し、続いて前記レジスト除去後に活性ベースの活性
    化および引き延ばし拡散を行なう工程と、前記第3の部
    分上および前記第2の部分上の酸化膜を異方性除去する
    工程と、前記第1の部分の上方および第2の部分の上方
    に第2のポリシリコンを形成し、全面にリンを注入後、
    前記基板中に拡散する工程とを含むことを特徴とする半
    導体の製造方法。
JP3063947A 1991-03-05 1991-03-05 半導体装置およびその製造方法 Pending JPH04277631A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2573900B (en) * 2016-12-21 2021-11-10 Prec Combustion Inc Operation of internal combustion engine with improved fuel efficiency

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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GB2573900B (en) * 2016-12-21 2021-11-10 Prec Combustion Inc Operation of internal combustion engine with improved fuel efficiency

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