JPH04294543A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH04294543A
JPH04294543A JP3083373A JP8337391A JPH04294543A JP H04294543 A JPH04294543 A JP H04294543A JP 3083373 A JP3083373 A JP 3083373A JP 8337391 A JP8337391 A JP 8337391A JP H04294543 A JPH04294543 A JP H04294543A
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Orie Tsuzuki
都筑 織衛
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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の製造方法に
関し、特にバイポーラトランジスタを有する半導体装置
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図3A,図3Bに従来のnpn型バイポ
ーラトランジスタの製造方法を示す。図3A(a)に示
すように、P型半導体基板1に埋込n(プラス)領域2
,埋込p(プラス)領域(図では省略)を形成し、n型
エピタキシャル層3を1μm程度の膜厚で形成する。 次に選択酸化により素子分離酸化膜4を形成した後、全
面に第1酸化膜6を0.2μm程度形成する。次に前記
第1酸化膜6上に第1多結晶シリコン膜7を0.2μm
程度形成する。次にP型不純物であるボロンを前記第1
多結晶シリコン膜7へイオン注入法を用いて導入しベー
ス電極としてパターニングする。次に第1シリコン窒化
膜5を全面に0.1μm程度形成する。
【0003】次に図3A(b)に示すように、ベース活
性領域及びエミッタ領域の各々を形成するための開口部
10を設け、第1酸化膜6を露出させる。次に第1シリ
コン窒化膜5をマスクにして開口部10において露出し
ている第1酸化膜6をエッチングし横方向にもエッチン
グを進め、第1アンダーカット部11を設ける。次に第
1アンダーカット部11が埋め込まれるように第2多結
晶シリコン膜12を形成する。
【0004】次に図3A(c)に示すように、第1アン
ダーカット部11に埋め込まれた部分を除いて第2多結
晶シリコン膜12をエッチングし、ベース活性領域及び
エミッタ領域となるエピタキシャル層3を露出させる。
【0005】次に図3B(d)に示すように、ボロンを
含んだシリコン酸化膜であるBSG膜15を気相成長法
により被着する。次に熱処理を施し前記BSG膜15に
含まれるボロンをエピタキシャル層3へ導入し活性ベー
ス領域であるp−領域16を形成する。また、このとき
同時に、第1多結晶シリコン膜7に導入されたボロンを
、第1アンダーカット部11に埋め込まれた第2多結晶
シリコン膜12を通してエピタキシャル層3へ導入し、
外部ベース領域であるp(プラスプラス)領域17を形
成する。
【0006】次に図3B(e)に示すように、異方性エ
ッチングを用いてBSG膜15をエッチングし、開口部
10の側壁部のみに残し、エミッタ領域となるエピタキ
シャル層3を露出させる。次にN型不純物であるヒ素を
導入した第4多結晶シリコン膜18を全面に形成した後
、エミッタ領域として表面が露出しているエピタキシャ
ル層3と接続するようにパターニングしてエミッタ電極
を形成する。次に熱処理を施し第3多結晶シリコン膜1
4からヒ素をエピタキシャル層3へ導入し、エミッタ領
域であるn(プラス)領域19を形成する。このとき同
時に開口部10の側壁部に残っているBSG膜15より
ボロンが導入され、活性ベース領域であるp−領域16
と外部ベース領域であるp(プラスプラス)領域17を
接続するためのリンクベース領域であるp(プラス)領
域20を形成する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】この従来の半導体装置
の製造方法において、ベース−コレクタ間容量は、外部
ベース領域及びベース引出し電極である第1多結晶シリ
コン膜と、前記エピタキシャル層のn型領域との容量が
支配的である。
【0008】このベース−コレクタ間容量を低減してト
ランジスタの高速化を図るためには、外部ベース領域の
面積を縮小しベース引出し電極である第1多結晶シリコ
ン膜とエピタキシャル層のn型領域との距離を増加する
必要がある。
【0009】しかし、第1多結晶シリコン膜とエピタキ
シャル層のn型領域との距離を増加するために第1窒化
膜の膜厚を厚くした場合、第1窒化膜のサイドエッチン
グ量を抑え、外部ベース拡散領域を縮小すると、ベース
とベース引出し電極とを接続するために埋め込まれた多
結晶シリコン膜の抵抗が増加してしまう。
【0010】逆に、第1窒化膜の膜厚を薄くして抵抗を
減少させても、第1多結晶シリコン膜とエピタキシャル
層のn型領域との距離が減少してしまい、容易にベース
−コレクタ間容量を低減することができないという欠点
があった。
【0011】本発明の目的は、前記課題を解決した半導
体装置の製造方法を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
、本発明に係る半導体装置の製造方法においては、第1
絶縁膜形成工程と、第2絶縁膜形成工程と、第1導電膜
形成工程と、第3絶縁膜形成工程と、開口形成工程と、
第1アンダーカット形成工程と、第2導電膜埋込工程と
、第2アンダーカット形成工程と、接続領域形成工程と
を有し、ベース電極で囲まれた領域内からエミッタ電極
を引き出すバイポーラトランジスタを有する半導体装置
の製造方法であって、第1絶縁膜形成工程は、半導体基
板上に第1の絶縁膜を設ける工程であり、第2絶縁膜形
成工程は、第1の絶縁膜上に、第1の絶縁膜に対してエ
ッチング選択性を持つ第2の絶縁膜を設ける工程であり
、第1導電膜形成工程は、第2の絶縁膜上に第1の導電
膜を設ける工程であり、第3の絶縁膜形成工程は、第1
の導電縁膜上に第3の絶縁膜を設ける工程であり、開口
形成工程は、第3の絶縁膜に第2の絶縁膜に達する開口
部を選択的に設ける工程であり、第1アンダーカット形
成工程は、開口部を通して第2の絶縁膜をエッチングし
第1の絶縁膜を露出させ横方向にもエッチングを進め第
1のアンダーカット部を設ける工程であり、第2導電膜
埋込工程は、少なくとも第1のアンダーカット部の一部
に第2の導電膜を埋め込む工程であり、第2アンダーカ
ット形成工程は、開口部を通して第1の絶縁膜をエッチ
ングし半導体基板を露出させ横方向にもエッチングを進
め第2のアンダーカット部を設ける工程であり、接続領
域形成工程は、少なくとも第2のアンダーカット部の一
部に第3の導電膜を埋め込み、ベースとの接続領域を形
成する工程である。
【0013】
【作用】半導体基板上に第1の絶縁膜を設け、第1の絶
縁膜上に、第1の絶縁膜に対してエッチング選択性を持
つ第2の絶縁膜を設け、第2の絶縁膜上に第1の導電膜
を設け、第1の導電縁膜上に第3の絶縁膜を設け、第3
の絶縁膜に第2の絶縁膜に達する開口部を選択的に設け
、開口部を通して第2の絶縁膜をエッチングし、第1の
絶縁膜を露出させ横方向にもエッチングを進め第1のア
ンダーカット部を設け、少なくとも第1のアンダーカッ
ト部の一部に第2の導電膜を埋め込み、開口部を通して
第1の絶縁膜をエッチングし半導体基板を露出させ横方
向にもエッチングを進め第2のアンダーカット部を設け
、少なくとも第2のアンダーカット部一部に第3の導電
膜を埋め込みベースとの接続領域を形成するものである
【0014】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
【0015】(実施例1)図1は、本発明の実施例1を
製造工程順に示す断面図である。
【0016】図1A(a)に示すように、P型半導体基
板1に埋込n(プラス)領域2,埋込p(プラス)領域
(図では省略)を形成し、n型エピタキシャル層3を1
μm程度の膜厚で形成する。次に選択酸化により素子分
離酸化膜4を形成する。次に全面に第1窒化膜5を0.
1μm程度形成する。この第1窒化膜5の形成前に露出
したエピタキシャル層3を酸化して0.01μm程度の
酸化膜を形成し、窒化膜とエピタキシャル層の緩衝材と
して用いてもよい(本実施例では省略)。次に第1窒化
膜5上に第1酸化膜6を0.5μm程度形成し、第1酸
化膜6上に第1多結晶シリコン膜7を0.2μm程度形
成する。次にP型不純物であるボロンを第1多結晶シリ
コン膜7へイオン注入法を用いて導入し、ベース電極と
してパターニングする。次に第2酸化膜8を全面に0.
1μm程度形成する。次に第2窒化膜9を全面に0.1
μm程度形成する。
【0017】次に図1A(b)に示すように、ベース活
性領域及びエミッタ領域の各々を形成するための開口部
10を設け、第1酸化膜6を露出させる。次に第2シリ
コン窒化膜9をマスクにして、開口部10において露出
している第1酸化膜6をエッチングし横方向にもエッチ
ングを進め第1アンダーカット部11を設ける。次に第
1アンダーカット部11が埋め込まれるように第2多結
晶シリコン膜12を形成する。
【0018】図1A(c)に示すように、第1アンダー
カット部11に埋め込まれた部分を除いて第2多結晶シ
リコン膜12をエッチングし第1窒化膜5を露出させる
【0019】図1B(d)に示すように、第2酸化膜8
をエッチングストッパーにして第2窒化膜9及び開口部
10において露出している第1窒化膜5をエッチングし
横方向にもエッチングを進め第2アンダーカット部13
を設ける。次に第2アンダーカット部13が埋め込まれ
るように第3多結晶シリコン膜14を形成する。次に第
2アンダーカット部13に埋め込まれた部分を除いて第
3多結晶シリコン膜14をエッチングし、ベース活性領
域及びエミッタ領域となるエピタキシャル層3を露出さ
せる。
【0020】図1B(e)に示すように、ボロンを含ん
だシリコン酸化膜であるBSG膜15を気相成長法によ
り被着する。次に熱処理を施しBSG膜15に含まれる
ボロンをエピタキシャル層3へ導入し、活性ベース領域
であるp−領域16を形成する。また、このとき同時に
、第1多結晶シリコン膜7に導入されたボロンを、第1
アンダーカット部11に埋め込まれた第2多結晶シリコ
ン膜12及び第2アンダーカット部13に埋め込まれた
第3多結晶シリコン膜14を通してエピタキシャル層3
へ導入し外部ベース領域であるp(プラスプラス)領域
17を形成する。
【0021】図1B(f)に示すように、異方性エッチ
ングを用いてBSG膜15をエッチングし開口部10の
側壁部のみに残し、エミッタ領域となるエピタキシャル
層3を露出させる。次に第4多結晶シリコン膜18を全
面に形成した後、N型不純物であるヒ素をイオン注入法
を用いて導入し、エミッタ領域として表面が露出してい
るエピタキシャル層3と接続するようにパターニングし
てエミッタ電極を形成する。次に熱処理を施し、第4多
結晶シリコン膜18からヒ素をエピタキシャル層3へ導
入し、エミッタ領域であるn(プラス)領域19を形成
する。このとき同時に開口部10の側壁部に残っている
BSG膜15よりボロンが導入され、活性ベース領域で
あるp−領域16と外部ベース領域であるp(プラスプ
ラス)領域17を接続するためのリンクベース領域であ
るp(プラス)領域20を形成する。
【0022】(実施例2)図2は本発明の実施例2を製
造工程順に示す断面図である。本実施例は、ベースの形
成に選択エピタキシャル成長を用いたバイポーラトラン
ジスタに適用した場合である。
【0023】図1A(c)までの工程を実施例1と同様
に行った後、図2(a)に示すように第2酸化膜8をエ
ッチングストッパーにして第2窒化膜9及び開口部10
において露出している第1窒化膜5をエッチングしてエ
ピタキシャル層3を露出させ、横方向にもエッチングを
進め第2アンダーカット部13を設ける。次に選択エピ
タキシャル成長法を用いて露出しているエピタキシャル
層3上にP型不純物であるボロンを含んだ選択エピタキ
シャル層21を0.05μm成長する。このとき同時に
開口部10及び第2アンダーカット部13の上方に露出
している第2多結晶シリコン膜12及び第1多結晶シリ
コン膜7からも第3多結晶シリコン膜14が成長し、選
択エピタキシャル層21と接続される。
【0024】図2(b)に示すように、第3窒化膜22
を全面に0.2μm程度形成した後、異方性エッチング
によりエッチバックして開口部10の側壁部のみに残す
。次に第4多結晶シリコン膜18を全面に形成した後、
N型不純物であるヒ素をイオン注入法を用いて導入し、
エミッタ領域として表面が露出している選択エピタキシ
ャル層21と接続するようにパターニングしてエミッタ
電極を形成する。次に熱処理を施し、第4多結晶シリコ
ン膜18からヒ素を選択エピタキシャル層21へ導入し
、エミッタ領域であるn(プラス)領域19を形成する
【0025】本実施例のように選択エピタキシャル成長
法を用いてベース層を形成する場合、ベース層の厚さは
、n型エピタキシャル層とベース電極引出用ポリシリコ
ンの距離により決定される。したがって、超高速バイポ
ーラトランジスタを実現するために極薄ベース層を形成
すると、第1窒化膜厚は一層薄膜化され、本発明により
コレクタ−ベース電極引出用ポリシリコン間の容量を低
減することは、高速化に有効である。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、nが多エ
ピタキシャル層とベース電極引出用ポリシリコン間の絶
縁膜を多層にし、2段階でポリシリコンを埋め込んでベ
ース層と接続することにより、外部ベース領域を広げる
ことなく、コレクタ−ベース電極引出用ポリシリコン間
の距離を増加することができ、ベース−コレクタ間容量
を低減してバイポーラトランジスタの高速化を容易に実
現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1A】本発明の実施例1を製造工程順に示す断面図
である。
【図1B】本発明の実施例1を製造工程順に示す断面図
である。
【図2】本発明の実施例2を製造工程順に示す断面図で
ある。
【図3】従来例を製造工程順に示す断面図である。
【符号の説明】
1  P型半導体基板 2  埋込n(プラス)領域 3  エピタキシャル層 4  素子分離酸化膜 5  第1窒化膜 6  第1酸化膜 7  第1多結晶シリコン膜 8  第2酸化膜 9  第2窒化膜 10  開口部 11  第1アンダーカット部 12  第2多結晶シリコン膜 13  第2アンダーカット部 14  第3多結晶シリコン膜 15  BSG膜 16  p−領域 17  p(プラスプラス)領域 18  第4多結晶シリコン膜 19  n(プラス)領域 20  p(プラス)領域 21  選択エピタキシャル層 22  第3窒化膜

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  第1絶縁膜形成工程と、第2絶縁膜形
    成工程と、第1導電膜形成工程と、第3絶縁膜形成工程
    と、開口形成工程と、第1アンダーカット形成工程と、
    第2導電膜埋込工程と、第2アンダーカット形成工程と
    、接続領域形成工程とを有し、ベース電極で囲まれた領
    域内からエミッタ電極を引き出すバイポーラトランジス
    タを有する半導体装置の製造方法であって、第1絶縁膜
    形成工程は、半導体基板上に第1の絶縁膜を設ける工程
    であり、第2絶縁膜形成工程は、第1の絶縁膜上に、第
    1の絶縁膜に対してエッチング選択性を持つ第2の絶縁
    膜を設ける工程であり、第1導電膜形成工程は、第2の
    絶縁膜上に第1の導電膜を設ける工程であり、第3の絶
    縁膜形成工程は、第1の導電縁膜上に第3の絶縁膜を設
    ける工程であり、開口形成工程は、第3の絶縁膜に第2
    の絶縁膜に達する開口部を選択的に設ける工程であり、
    第1アンダーカット形成工程は、開口部を通して第2の
    絶縁膜をエッチングし第1の絶縁膜を露出させ横方向に
    もエッチングを進め第1のアンダーカット部を設ける工
    程であり、第2導電膜埋込工程は、少なくとも第1のア
    ンダーカット部の一部に第2の導電膜を埋め込む工程で
    あり、第2アンダーカット形成工程は、開口部を通して
    第1の絶縁膜をエッチングし半導体基板を露出させ横方
    向にもエッチングを進め第2のアンダーカット部を設け
    る工程であり、接続領域形成工程は、少なくとも第2の
    アンダーカット部の一部に第3の導電膜を埋め込み、ベ
    ースとの接続領域を形成する工程であることを特徴とす
    る半導体装置の製造方法。
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