JPH04290233A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents
Manufacture of semiconductor deviceInfo
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- JPH04290233A JPH04290233A JP3053041A JP5304191A JPH04290233A JP H04290233 A JPH04290233 A JP H04290233A JP 3053041 A JP3053041 A JP 3053041A JP 5304191 A JP5304191 A JP 5304191A JP H04290233 A JPH04290233 A JP H04290233A
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Abstract
Description
【0001】0001
【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、特にバイポーラ集積回路の製造方法に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing semiconductor devices, and more particularly to a method for manufacturing bipolar integrated circuits.
【0002】0002
【従来の技術】従来技術によるバイポーラ集積回路の製
造方法について、図3(a)〜(c)および図4(a)
〜(c)を参照して説明する。[Prior Art] A method of manufacturing a bipolar integrated circuit according to the prior art is shown in FIGS. 3(a) to 3(c) and FIG. 4(a).
This will be explained with reference to (c).
【0003】はじめに図3(a)に示すように、P型半
導体基板1の素子予定領域に砒素またはアンチモンを拡
散したN型埋込層2を形成したのちN型エピタキシャル
層3を成長させる。つぎにLOCOS選択酸化法により
絶縁分離用の酸化シリコン膜4を形成し、燐などを拡散
することによりN型埋込層2に接続するコレクタ引き出
し層5を形成する。First, as shown in FIG. 3(a), an N-type buried layer 2 in which arsenic or antimony is diffused is formed in a device area of a P-type semiconductor substrate 1, and then an N-type epitaxial layer 3 is grown. Next, a silicon oxide film 4 for insulation isolation is formed by the LOCOS selective oxidation method, and a collector extraction layer 5 connected to the N-type buried layer 2 is formed by diffusing phosphorus or the like.
【0004】つぎに図3(b)に示すように、レジスト
(図示せず)をマスクとして硼素などのP型不純物を加
速エネルギー10〜30keV、注入量(ドース)1×
1015〜1×1016cm−2イオン注入してから、
窒素雰囲気で900〜1000℃、数10分アニールし
て外部ベース6を形成する。Next, as shown in FIG. 3(b), using a resist (not shown) as a mask, a P-type impurity such as boron is implanted at an acceleration energy of 10 to 30 keV and an implantation amount (dose) of 1×.
After ion implantation of 1015~1×1016 cm-2,
The external base 6 is formed by annealing at 900 to 1000° C. for several tens of minutes in a nitrogen atmosphere.
【0005】このときエミッタ近傍に形成された外部ベ
ース6の表面濃度は1×1019cm−3以上となり、
エミッタ直下の真性ベースから低抵抗で素子表面上へ電
気的に引き出す役割をもっている。At this time, the surface concentration of the external base 6 formed near the emitter is 1×10 19 cm −3 or more,
It has the role of drawing electricity from the intrinsic base directly under the emitter to the surface of the element with low resistance.
【0006】つぎに図3(c)に示すように、硼素など
のP型不純物を30keV以下の低エネルギーで注入量
(ドース)1×1013〜1×1014cm−2イオン
注入して真性ベース7を形成する。Next, as shown in FIG. 3(c), the intrinsic base 7 is formed by ion-implanting a P-type impurity such as boron at a dose of 1×10 13 to 1×10 14 cm −2 at a low energy of 30 keV or less. Form.
【0007】つぎに図4(a)に示すように、エミッタ
コンタクト10を開口してから厚さ1000〜2000
Aのポリシリコン11を成長させる。つぎに砒素などの
N型不純物を1×1016cm−2以上の高ドースイオ
ン注入によりポリシリコン11に導入する。Next, as shown in FIG. 4(a), after opening the emitter contact 10, a thickness of 1000 to 2000 mm is formed.
Polysilicon 11 of A is grown. Next, an N-type impurity such as arsenic is introduced into the polysilicon 11 by high-dose ion implantation of 1.times.10@16 cm@-2 or more.
【0008】つぎに図4(b)に示すように、ポリシリ
コン11をCVD酸化シリコン膜12で覆ったのち窒素
雰囲気で900〜1000℃、数10分の熱処理を行な
ってポリシリコン11中のN型不純物を半導体基板1に
導入することによりエミッタ14を形成する。Next, as shown in FIG. 4B, polysilicon 11 is covered with a CVD silicon oxide film 12, and then heat treatment is performed at 900 to 1000° C. for several tens of minutes in a nitrogen atmosphere to remove N in polysilicon 11. Emitter 14 is formed by introducing type impurities into semiconductor substrate 1 .
【0009】ここで特に高性能を要求しない、拡散層の
接合を浅くする必要のない場合は、ポリシリコン11を
成長させることなく、レジストをマスクとしてN型不純
物をイオン注入してエミッタ14を形成することがある
。If high performance is not particularly required or the junction of the diffusion layer does not need to be made shallow, the emitter 14 is formed by ion-implanting N-type impurities using a resist as a mask without growing the polysilicon 11. There are things to do.
【0010】つぎに図4(c)に示すように、CVD酸
化シリコン膜12を除去し、ポリシリコン11を選択エ
ッチングしてエミッタ電極とする。Next, as shown in FIG. 4C, the CVD silicon oxide film 12 is removed and the polysilicon 11 is selectively etched to form an emitter electrode.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】従来のバイポーラ集積
回路において、真性ベースから低抵抗で電気的に引き出
すための高濃度P型拡散層からなる外部ベースがN型エ
ミッタの側面に形成されている。In a conventional bipolar integrated circuit, an extrinsic base made of a heavily doped P-type diffusion layer is formed on the side surface of an N-type emitter for electrically drawing out the intrinsic base with low resistance.
【0012】N型エミッタとP型外部ベースとが表面で
近接することにより、エミッタ−ベース逆方向印加電圧
による接合間リーク電流を増加させる。[0012] Since the N-type emitter and the P-type external base are close to each other at the surface, leakage current between the junctions due to a voltage applied in the emitter-base reverse direction increases.
【0013】そのためNPN型バイポーラ集積回路のエ
ミッタ−ベース逆方向印加電圧の許容限界を低く抑えな
ければならなかった。[0013] Therefore, the permissible limit of the voltage applied in the emitter-base reverse direction of the NPN type bipolar integrated circuit has to be kept low.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、半導体基板の一主面に第1の絶縁膜を形成す
る工程と、前記第1の絶縁膜上に第2の絶縁膜を形成す
る工程と、前記第2の絶縁膜を選択エッチングしてエミ
ッタよりも広い開口を形成する工程と、前記第1の絶縁
膜を選択エッチングしてエミッタコンタクトを開口する
工程と、全面にポリシリコンを堆積して前記エミッタコ
ンタクトを埋め込む工程と、前記エミッタコンタクトの
極く近傍のみを残して前記ポリシリコンを選択エッチン
グする工程と、N型不純物をイオン注入して前記第2の
絶縁膜の開口に露出した前記第1の絶縁膜および前記ポ
リシリコンに前記N型不純物を導入する工程と、熱処理
により前記ポリシリコン中の前記N型不純物を前記エミ
ッタコンタクトから前記半導体基板に導入すると同時に
、前記第1の絶縁膜を通して前記半導体基板内に導入し
た前記N型不純物を活性化させる工程とからバイポーラ
トランジスタを形成するものである。[Means for Solving the Problems] A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes the steps of forming a first insulating film on one main surface of a semiconductor substrate, and forming a second insulating film on the first insulating film. a step of selectively etching the second insulating film to form an opening wider than the emitter; a step of selectively etching the first insulating film to open an emitter contact; a step of depositing silicon to bury the emitter contact; a step of selectively etching the polysilicon leaving only the vicinity of the emitter contact; and ion implantation of N-type impurities to form an opening in the second insulating film. introducing the N-type impurity into the first insulating film and the polysilicon exposed to the polysilicon, and simultaneously introducing the N-type impurity in the polysilicon from the emitter contact into the semiconductor substrate by heat treatment; A bipolar transistor is formed from the step of activating the N-type impurity introduced into the semiconductor substrate through the first insulating film.
【0015】[0015]
【実施例】本発明の一実施例について、図1(a)〜(
c)および図2(a)〜(c)を参照して説明する。[Example] Regarding an example of the present invention, FIGS. 1(a) to (
c) and FIGS. 2(a) to 2(c).
【0016】はじめに図1(a)に示すように、P型半
導体基板1にN型埋込層2を形成し、N型エピタキシャ
ル層3を成長させ、LOCOS選択酸化法により酸化シ
リコン膜4を形成する。つぎにN型埋込層2に接続する
コレクタ引き出し層5を形成し、外部ベース6および真
性ベース7を形成する。First, as shown in FIG. 1(a), an N-type buried layer 2 is formed on a P-type semiconductor substrate 1, an N-type epitaxial layer 3 is grown, and a silicon oxide film 4 is formed by the LOCOS selective oxidation method. do. Next, a collector extraction layer 5 connected to the N-type buried layer 2 is formed, and an extrinsic base 6 and an intrinsic base 7 are formed.
【0017】つぎに図1(b)に示すように、熱酸化法
により厚さ500〜1000Aの酸化シリコン膜8を成
長させたのち、CVD法により厚さ1000〜2000
Aの窒化シリコン膜9を成長させる。Next, as shown in FIG. 1(b), a silicon oxide film 8 with a thickness of 500 to 1000 Å is grown by a thermal oxidation method, and then a silicon oxide film 8 with a thickness of 1000 to 2000 Å is grown by a CVD method.
A silicon nitride film 9 is grown.
【0018】つぎに図1(c)に示すように、CF4
ガスを用いたケミカルドライエッチングにより窒化シリ
コン膜9をエッチングしてエミッタコンタクトより広い
開口を形成する。Next, as shown in FIG. 1(c), CF4
The silicon nitride film 9 is etched by chemical dry etching using gas to form an opening wider than the emitter contact.
【0019】つぎに図2(a)に示すように、レジスト
(図示せず)をマスクとしてバッファード弗酸を用いて
酸化シリコン膜8をエッチングしてエミッタコンタクト
10を開口する。つぎにCVD法により厚さ1000〜
2000Aのポリシリコン11を成長させてエミッタコ
ンタクト10を埋め込む。Next, as shown in FIG. 2A, the silicon oxide film 8 is etched using buffered hydrofluoric acid using a resist (not shown) as a mask to open an emitter contact 10. Next, the thickness is 1000~ by CVD method.
Grow 2000A polysilicon 11 to fill emitter contact 10.
【0020】つぎに図2(b)に示すように、エミッタ
コンタクト10開口よりも片側0.2μmずつ広い残し
て、RIE法などによりポリシリコン11を異方性エッ
チングする。Next, as shown in FIG. 2B, the polysilicon 11 is anisotropically etched by RIE or the like, leaving the opening 0.2 μm wider on each side than the opening of the emitter contact 10.
【0021】ここで砒素などのN型不純物を1×101
6cm−2以上の高ドースイオン注入することにより、
ポリシリコン11の両側の窒化シリコン膜9の開口から
、酸化シリコン膜8を通してN型不純物が導入されて、
低濃度エミッタ12,13が形成される。Here, an N-type impurity such as arsenic is added at 1×101
By implanting high-dose ions of 6 cm-2 or more,
N-type impurities are introduced from the openings in the silicon nitride film 9 on both sides of the polysilicon 11 through the silicon oxide film 8,
Low concentration emitters 12, 13 are formed.
【0022】つぎに図2(c)に示すように、窒素雰囲
気で900〜1000℃の熱処理を行なうことによりポ
リシリコン11からN型不純物が拡散して、高濃度エミ
ッタ14が形成される。同時に低濃度エミッタ12,1
3のN型不純物が活性化されるとともに、基板1内を拡
散して高濃度エミッタ14と重なり合う。Next, as shown in FIG. 2C, heat treatment is performed at 900 to 1000° C. in a nitrogen atmosphere to diffuse N-type impurities from polysilicon 11 and form high concentration emitter 14. At the same time, low concentration emitter 12,1
The N-type impurity of No. 3 is activated, diffuses within the substrate 1, and overlaps with the high concentration emitter 14.
【0023】このとき低濃度エミッタ12,13の表面
濃度は、真性ベース7の表面濃度と同等になるように、
高濃度エミッタ14の表面濃度の1/10〜1/100
に調整する。At this time, the surface concentration of the low concentration emitters 12 and 13 is made equal to the surface concentration of the intrinsic base 7.
1/10 to 1/100 of the surface concentration of the high concentration emitter 14
Adjust to.
【0024】[0024]
【発明の効果】真性エミッタとなる高濃度エミッタ外周
部に低濃度エミッタを形成することにより、近接する外
部ベースとの濃度勾配を緩和することができた。[Effects of the Invention] By forming a low concentration emitter on the outer periphery of a high concentration emitter which becomes an intrinsic emitter, it was possible to alleviate the concentration gradient with the adjacent external base.
【0025】その結果エミッタ−ベース接合面の空乏層
内の電界強度を弱めることができた。エミッタ−ベース
間の逆方向印加電圧によるリーク電流が減少して、許容
できる逆方向印加電圧値を上げることができる。As a result, it was possible to weaken the electric field strength within the depletion layer at the emitter-base junction. Leakage current due to reverse applied voltage between the emitter and base is reduced, making it possible to increase the allowable reverse applied voltage value.
【0026】エミッタ外周部に導入された低濃度N型拡
散層は、ベース層表面近傍の高濃度P型不純物を補償す
るのみで、エミッタ−ベースの順方向特性に影響を与え
ることはない。The lightly doped N-type diffusion layer introduced into the outer periphery of the emitter only compensates for the heavily doped P-type impurity near the surface of the base layer, and does not affect the forward characteristics of the emitter-base.
【図1】本発明の一実施例を工程順に示す断面図である
。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the present invention in the order of steps.
【図2】本発明の一実施例を工程順に示す断面図である
。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of the present invention in the order of steps.
【図3】従来技術によるバイポーラ集積回路の製造方法
を工程順に示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a bipolar integrated circuit according to the prior art in order of steps;
【図4】従来技術によるバイポーラ集積回路の製造方法
を工程順に示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a bipolar integrated circuit according to the prior art in order of steps.
1 P型半導体基板 2 N型埋込層 3 N型エピタキシャル層 4 酸化シリコン膜 5 コレクタ引き出し層 6 外部ベース 7 真性ベース 8 酸化シリコン膜 9 窒化シリコン膜 10 エミッタコンタクト 11 ポリシリコン 12,13 低濃度エミッタ 14 高濃度エミッタ 1 P-type semiconductor substrate 2 N-type buried layer 3 N-type epitaxial layer 4 Silicon oxide film 5 Collector drawer layer 6 External base 7 Intrinsic base 8 Silicon oxide film 9 Silicon nitride film 10 Emitter contact 11 Polysilicon 12, 13 Low concentration emitter 14 High concentration emitter
Claims (1)
形成する工程と、前記第1の絶縁膜上に第2の絶縁膜を
形成する工程と、前記第2の絶縁膜を選択エッチングし
てエミッタよりも広い開口を形成する工程と、前記第1
の絶縁膜を選択エッチングしてエミッタコンタクトを開
口する工程と、全面にポリシリコンを堆積して前記エミ
ッタコンタクトを埋め込む工程と、前記エミッタコンタ
クトの極く近傍のみを残して前記ポリシリコンを選択エ
ッチングする工程と、N型不純物をイオン注入して前記
第2の絶縁膜の開口に露出した前記第1の絶縁膜および
前記ポリシリコンに前記N型不純物を導入する工程と、
熱処理により前記ポリシリコン中の前記N型不純物を前
記エミッタコンタクトから前記半導体基板に導入すると
同時に、前記第1の絶縁膜を通して前記半導体基板内に
導入した前記N型不純物を活性化させる工程とからバイ
ポーラトランジスタを形成する半導体装置の製造方法。1. A step of forming a first insulating film on one main surface of a semiconductor substrate, a step of forming a second insulating film on the first insulating film, and selecting the second insulating film. etching to form an opening wider than the emitter;
a step of selectively etching the insulating film of to open an emitter contact; a step of depositing polysilicon on the entire surface to bury the emitter contact; and selectively etching the polysilicon leaving only the vicinity of the emitter contact. a step of ion-implanting an N-type impurity to introduce the N-type impurity into the first insulating film and the polysilicon exposed in the opening of the second insulating film;
introducing the N-type impurity in the polysilicon from the emitter contact into the semiconductor substrate by heat treatment, and simultaneously activating the N-type impurity introduced into the semiconductor substrate through the first insulating film; A method for manufacturing a semiconductor device forming a transistor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03053041A JP3132023B2 (en) | 1991-03-19 | 1991-03-19 | Method for manufacturing semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03053041A JP3132023B2 (en) | 1991-03-19 | 1991-03-19 | Method for manufacturing semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04290233A true JPH04290233A (en) | 1992-10-14 |
| JP3132023B2 JP3132023B2 (en) | 2001-02-05 |
Family
ID=12931805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03053041A Expired - Fee Related JP3132023B2 (en) | 1991-03-19 | 1991-03-19 | Method for manufacturing semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3132023B2 (en) |
-
1991
- 1991-03-19 JP JP03053041A patent/JP3132023B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3132023B2 (en) | 2001-02-05 |
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