JPH0476924A - 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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JPH0476924A
JPH0476924A JP2190279A JP19027990A JPH0476924A JP H0476924 A JPH0476924 A JP H0476924A JP 2190279 A JP2190279 A JP 2190279A JP 19027990 A JP19027990 A JP 19027990A JP H0476924 A JPH0476924 A JP H0476924A
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JP
Japan
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emitter
film
type
ion implantation
insulating film
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JP2190279A
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Inventor
Hideo Suzuki
英雄 鈴木
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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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】 〔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、特にオーバレイ
構造のバイポーラトランジスタにおけるパラスティング
抵抗の製造方法に関する。
〔従来の技術〕
動作周波数100MHz以上、出力電力IW以上の高周
波高出力バイポーラトランジスタにおいては、エミッタ
近傍より発生する熱が集中して、トランジスタ動作が不
均一になる。トランジスタ動作を均一にするこのにより
RF特性の向上がはかられる0通常、エミッタ領域とエ
ミッタ電極との間にパラスティング抵抗を入れ、負帰還
をがけることにより、エミッタ電流が均一に流れ、トラ
ンジスタ全体の動作が均一になるようになっている。
以下、図面を用いて従来技術による半導体装置の製造方
法の説明を行なう、第4図(a)〜(C)は、従来技術
によるオーバレイ構造のバイポーラトランジスタの製造
工程順の断面図であり、第5図は従来のバイポーラトラ
ンジスタの平面図である。第4図(a)〜(c)は、第
5図における一点鎖線BB’に相当する部分での断面図
である。
まず、比抵抗0.5〜25Ω・cmのN型半導体基板1
をコレクタ領域とし、N型半導体基板1の一生表面にシ
ート抵抗が10Ω/口程度の21型グラフトベース領域
2.並びにシート抵抗が1にΩ/口程度のP型ベース領
域3を形成する。
次に、N型半導体基板1の一生表面に第1の絶縁膜4を
形成し、P型ベース領域3上の第1の絶縁膜4に所定形
状のエミッタ開口5を設ける。続いて、ノンドープポリ
シリコンWi、6を形成する〔第4図(a)〕。なお、
ノンドープポリシリコン膜6の代りにアモルファスシリ
コン膜を用いる場合もある。
次に、ノンドープポリシリコン膜6にN型不純物(砒素
または燐)をドース量5X10”cm−2程度以上イオ
ン注入することにより、ノンドープポリシリコン膜6を
N+型ポリシリコン膜6bに変換する〔第4図(b)〕
更に、通常のフォトリングラフイエ程、エッチング工程
によりN“ポリシリコン膜6bを選択的に除去する〔第
5図参照〕。次に、熱処理工程により、N+ポリシリコ
ン膜6bを拡散源として自己整合的にエミッタ領域7を
形成する。続いて、エミッタコンタクト開口8を持った
第2の絶縁膜9、および金またはアルミニウムからなる
エミッタ電極10を逐次形成する〔第4図(C)〕。−
方、P+型グラフトベース領域2上には選択的にベース
コンタクト開孔11を形成し、その上に金またはアルミ
ニウムからなるベースiJg!12を形成する〔第5図
〕。
エミッタ開孔5とエミッタコンタクト開孔8との間のN
+ポリシリコン膜6bは、エミッタ領域7を形成するた
めの不純物の拡散源として用いられると同時に、パラス
ティング抵抗として用いられる。この値はエミッタ開孔
5とエミッタコンタクト開孔8との間の間隔d、エミッ
タコンタクト開孔8の長さρ、N+ポリシリコン膜6b
のシート抵抗ρ1等により決まる1例えば、膜厚が0.
3μmのノンドープポリシリコン!I6に、ドース量5
〜7X10”am−”のN型不純物のイオン注入を行っ
た場合、シート抵抗ρ、が500〜300Ω/口程度の
N1ポリシリコン膜6bが得られる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来技術によりオーバレイ構造のバイポーラト
ランジスタを製造する場合、N+ポリシリコン膜の不純
物濃度の下限はエミッタ領域の形成条件により支配され
る。即ち、不純物濃度が低いと、熱処理を施してもエミ
ッタ領域の濃度の不純物濃度が上らず、hPlが高くで
きない。このため、ドース量5X10”cm−2以上の
N型不純物のイオン注入を行っている。それにより、パ
ラスティング抵抗は、その値を自由に設定できないとい
う欠点があった。
トランジスタの電力利得を上げる一つの方法として、エ
ミッタ開孔とエミッタ開孔との間の距離を狭めることが
行なわれるが、これはRF動作時の熱源が集中すること
になる。この場合、エミッタ開孔とエミッタ開孔との間
の距離を狭める前に比べて、パラスティング抵抗の値は
高くしないと各エミッタ領域の動作を均一にすることが
できなくなる。ところが、エミッタ開孔とエミッタ開孔
との間の距離を狭めると、エミッタ開孔とエミッタコン
タクト開孔との間の距離も挟まり、パラスティング抵抗
の値は低くなる。パラスティング抵抗の値を高くするに
は、N+ポリシリコン膜の不純物濃度、換言すればN型
不純物のドース量を下げなければならなくなる。しかし
、上述のように従来技術による製造方法では、N型不純
物のドース量に下限があるため、パラスティング抵抗は
必要とされる値より低くなってしまい、バイポーラトラ
ンジスタのRF動作が不均一になり、電力利得が低く押
さえられてしまうという欠点があった。
〔課題を解決するための手段〕
本発明による半導体装置の製造方法は、オーバレイ構造
のバイポーラトランジスタにおけるパラスティング抵抗
の製造方法にいて、 N型半導体基板上にP型のグラフトベース領域並びにP
型のベース領域を形成し、ベース領域上に所定形状のエ
ミッタ開孔を有した第1の絶縁膜を形成する工程と、 シリコン膜を形成し、N型不純物をシリコン膜に注入す
る第1イオン注入工程と、 フォトレジスト膜をマスクにして、エミッタ開孔上のシ
リコン膜に選択的にN型不純物を注入する第2イオン注
入工程と、 熱処理によりエミッタ領域を形成し、シリコン膜上に所
定形状のエミッタコンタクト開口を有した第2の絶縁膜
を形成し、エミッタ電極を形成する工程と、 を有している。
更に、本発明による半導体装置の製造方法は、前記第2
イオン注入工程において、 フォトレジスト膜をマスクにする代りに、絶縁膜をマス
クにする工程を有している。
〔実施例〕
次に本発明について図面を参照して説明する。
第1図(a)〜(d)は本発明の第1の実施例を説明す
るための製造工程順の断面図であり、第2図は第1の実
施例により製造した半導体装置の平面図である。また、
第1図(a)〜(d)は第2図における一点i&iAA
’の部分での断面を示している。
まず、比抵抗0.5〜25Ω・cmのN型半導体基板1
をコレクタ領域とし、N型半導体基板1の一生表面にシ
ート抵抗が10Ω/口程度のP“型グラフトベース領域
2.並びにシート抵抗が1にΩ/口程度のP型ベース領
域3を形成する6次に、N型半導体基板1の一生表面に
第1の絶縁膜4を形成し、P型ベース領域3上の第1の
絶縁膜4に所定形状のエミッタ開口らを設ける。エミッ
タ開口5のピッチは6〜9μmである。続いて、シリコ
ン膜であるところの膜厚03μmのノンドープポリシリ
コン膜6を全面に形成する〔第1図(a)〕。なお、ノ
ンドープポリシリコン膜6の代りに、アモルファスシリ
コン膜を用いてもよい。
次に、第1イオン注入工程として、ノンドープポリシリ
コン膜6にN型不純物(砒素または燐)をドースjE7
x 1014〜5x 1015cm−2程度のイオン注
入することにより、ノンドープポリシリコン膜6をN型
ポリシリコン膜6aに変換する〔第1図(b)〕。この
とき、N型ポリシリコンM6aのシート抵抗ρ、は60
00〜500Ω/ロ程度となる。なお、「N型」と表現
したのは、後工程の第2イオン注入工程での不純物濃度
より低濃度という意味からである。
次に、通常のフォトリングラフイエ程、エッチング工程
により、ベースコンタクト開孔形成領域上のN型ポリシ
リコン膜6aを選択的に除去する〔第2図参照〕。
続いて、エミッタ開孔5上以外をフォトレジスト膜13
て゛覆う。フォトレジスト膜13の開口部分の幅、およ
びこれら開口部分の間隔は、1.5〜2.OJim、4
.5〜7.0μmである。その後、第2イオン注入工程
として、フォトレジスト膜13をマスクに用い、N型ポ
リシリコン膜6aにN型不純II(砒素または憐)をド
ース量5X10”cm−2程度以上イオン注入すること
により、N型ポリシリコン膜6aをN+型ポリシリコン
膜6bに変換する〔第1図(c))−第2イオン注入工
程として、ドース量5〜7 X 10 ”c m−2の
N型不純物のイオン注入を行った場合、シート抵抗ρ1
が500〜300Ω/口程度のN″″型ポリシリコン膜
6bが得られる。
更に、フォトレジスト膜13を除去した後、熱処理工程
により、N+型ポリシリコンwI6bを拡散源として自
己整合的にエミッタ領域7を形成する。続いて、エミッ
タコンタクト開孔8を持つた第2の絶縁膜9.および金
またはアルミニウムからなるエミッタ電極10を逐次形
成する〔第1図(d)〕。エミッタコンタクト開孔8の
長さiは、30〜90μmである。一方、P+型グラフ
トベース領域2上には選択的にベースコンタクト開孔1
1を形成し、その上に金またはアルミニウムからなるベ
ース電&12を形成する〔第2図〕。
第3図は本発明の第2の実施例の主要部分の断面図であ
る。本実施例では、第1図(b)の工程までは第1の実
施例と同じに形成する。
第1イオン注入工程の後に、通常の絶縁膜の化学気相成
長工程、フォトリソグラフイエ程、エッチング工程によ
り、エミッタ開孔5上以外を厚さ02μm程度の絶縁膜
14で選択的に覆う。この絶縁膜14は、例えばシリコ
ン窒化膜、シリコン酸化膜等である。次に、第2イオン
注入工程として、絶縁膜14をマスクに用い、Nポリシ
リコン膜6aにN型不純物(砒素または燐)をドース量
5X10”cm−”程度以上イオン注入することにより
、N型ポリシリコンM6aをN+型ポリシリコン膜6b
に変換する。
次に、絶縁膜14を残したまま、あるいは除去した後、
熱処理工程を行なう。以降の工程は、第1の実施例と同
じである。
本実施例では、第2イオン注入工程におけるドース量が
多い場合に有用である。ドース量が多いときにフォトレ
ジスト膜をマスクとして用いると、フォトレジスト膜が
変質して除去しにくくなることがある。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、オーバレイ構造のバイポ
ーラトランジスタのパラスティング抵抗の形成に際して
、エミッタ領域の拡散源、およびパラスティング抵抗と
なるポリシリコン膜もしくはアモルファスシリコン膜か
らなるシリコン膜をN型化する工程を2段階に分けて行
なっている。
すなわち、第1イオン注入工程においてシリコン膜全面
にN型不純物を注入し、第2イオン注入工程においてエ
ミッタ形成領域上のシリコン膜に選択的に再びN型不純
物を注入する。
これにより、パラスティング抵抗となるポリシリコン膜
のN型不純物濃度は、エミッタ領域の拡散源となるポリ
シリコン膜のN型不純物濃度、すなわちバイポーラトラ
ンジスタのhFEを確保しるのに必要なN型不純物濃度
に支配されることなく、独立にかつ低く設定することが
実現できる。
その結果、バイポーラトランジスタのhFEを犠牲にす
ることなくパラスティング抵抗の値を高めることができ
、バイポーラトランジスタ内の各エミッタ領域は均一動
作し、電力利得を上げることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(d)は本発明の第1の実施例を説明す
るための工程順の断面図、第2図は本発明の第1の実施
例による半導体装置の平面図、第3図は本発明の第2の
実施例の主要工程の断面図、第4図(a)〜(c)は従
来の半導体装置の製造方法を説明するための工程順の断
面図、第5図は従来の製造方法による半導体装置の平面
図である。 ]・・・N型半導体基板、2・・・P゛型ダグラフトベ
ース領域3・ P型ベース領域、4・第1の絶縁膜、5
・・・エミッタ開孔、6・・・ノンドープポリシリコン
膜、6a・・・N型ポリシリコン膜、6 b 、、、 
N +型ポリシリコン膜、7・・・エミッタ領域、8・
・・エミッタコンタクト開孔、9・・・第2の絶縁膜、
10・・エミッタ電極、11・・・ベースコンタクト開
孔、12・・・ベースti、13・・・フォトレジスト
膜、14・・・絶縁膜。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  1、N型半導体基板上にP型のグラフトベース領域並
    びにP型のベース領域を形成し、前記ベース領域上に所
    定形状のエミッタ開孔を有した第1の絶縁膜を形成する
    工程と、 シリコン膜を形成し、N型不純物を前記シリコン膜に注
    入する第1イオン注入工程と、 フォトレジスト膜をマスクにして、前記エミッタ開孔上
    の前記シリコン膜に選択的にN型不純物を注入する第2
    イオン注入工程と、 熱処理によりエミッタ領域を形成し、前記シリコン膜上
    に所定形状のエミッタコンタクト開口を有した第2の絶
    縁膜を形成し、エミッタ電極を形成する工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 2、請求項1記載の半導体装置の製造方法における第2
    イオン注入工程において、 フォトレジスト膜をマスクにする代りに、絶縁膜をマス
    クにすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP2190279A 1990-07-18 1990-07-18 半導体装置の製造方法 Pending JPH0476924A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7070744B2 (en) 1999-05-20 2006-07-04 Institute For Advanced Engineering Purification system of exhaust gases of an internal combustion engine
JP2009108803A (ja) * 2007-10-31 2009-05-21 Denso Corp 内燃機関の排気浄化装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7070744B2 (en) 1999-05-20 2006-07-04 Institute For Advanced Engineering Purification system of exhaust gases of an internal combustion engine
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