JPH0488638A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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］ この発明は、半導体装置の製造方法に関し、特にバイポ
ーラ型半導体装置の製造方法に関し、さらに詳しくは２
層のポリシリコンを堆積し、ペース、コレクタの分離及
びベース、エミッタを自己整合的に形成するとともに、
ポリシリコン抵抗体も同時に形成する２層ポリシリコン
自己整合型バイポーラトランジスタ（以下、ＤＰｓＡト
ランジスタと称す）の製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は特開昭６３−２６１７４６号公輻に示された従
来のＤＰＳＡトランジスタの製造方法を示す。

図において、２はｎ゛型埋込み拡散層、３はｎエピタキ
シャル成長層、４はトレンチ分離埋込み酸化膜、６ａは
ベース電極多結晶シリコン、８２８はベース、エミッタ
分離酸化膜、９は窒化膜、１１ａは外部ベース領域、ｌ
ｌｂは活性ベース領域、１３はポリシリコン、１４はｎ
°エミッタ領域、１５ｂはエミツクシリサイド電橋、１
９は白金シリサイド１．２０．３０は酸化膜、２２はノ
ンドープポリシリコンである。

以下、製造方法について説明する。

まず、絶縁酸化膜４によって分離された素子形成領域上
に、第１のポリシリコン、薄い酸化Ｍ３０、窒化膜等の
耐酸化性膜９を順次堆積する。そして、該耐酸化性Ｗｓ
９の一部を除去し、表面に露出している第１のポリシリ
コン領域を酸化する。

次に、酸化されていない第１のポリシリコン領域６ａを
介して、第２導電型の不純物をドープし、第１の領域１
１ａ（外部ベース領域）を形成した後、酸化された第１
のポリシリコン領域を除去して素子形成領域表面を露出
させ、該露出した部分に薄い酸化膜２８を設ける（第４
図（ａ））。

次に、これに続いて第２導電型の第２領域１１ｂ（活性
ベース領域）を形成した後、ＣＶＤ酸化膜８及び第２の
ポリシリコン２２を順次堆積する（第４図（ｂ））。

さらに第２のポリシリコン２２及びＣＶＤ酸化膜８を異
方性エツチングし、酸化された第１の多結晶シリコンの
除去領域の側壁部のみに第２のポリシリコン２２及びＣ
ＶＤ酸化膜８を残し、第２導電型の第２の領域１１ｂの
表面を露出させる（第４図（Ｃ））。

次に、全面に第３のポリシリコン１１！１１３を堆積し
、その表面をシリサイド化し、シリサイド層１５ｂを形
成する（第４図（ｄ））。

そして、第３のポリシリコン１３に第１導電型の不純物
を注入し、第３のポリシリコン膜１３の表面から第１導
電型の不純物を拡散して第２の領域１１ｂの表面に第１
導電型の不純物拡散領域１２　（ｎ゛エミツタ領域を形
成し、エミッタ領域１２あるいは外部ベース領域ＩＬａ
、活性ベース領域１１ｂを含む領域以外の、第３のポリ
シリコンｆｉｌｌ　３．　　シリサイドＩｌｌ　５　ｂ
、窒化膜９を除去する（第４図（ｅ））。

その後、露出している第１のポリシリコン膜６ａの表面
に白金シリサイド膜１９を形成し、その後、全面に酸化
膜２０を形成し、第４図げ）の構造を得る。

また、他の製造方法として、第４図（Ｃ）の工程後、第
２導電型の第２の領域１１ｂの表面に第１の多結晶シリ
コン膜６ａの開孔部よりあらがしめ第１導電型の不純物
をイオン注入等により導入してｎ゛エミツタ領域形成し
ておき、その後に上記第４図（山〜（ｅ３の工程を用い
る方法もある。

また、このような従来の製造方法では、第４図（ｄ）の
工程で第３のポリシリコン膜１３は、全面に形成されて
おり、素子形成領域内の第２導電型の第２領域１１ｂを
含む選択された第３のポリシリコン膜１３の表面領域か
ら、所望の濃度の第１導電型不純物をイオン注入してエ
ミッタ領域１４を形成するとともに、上記第３のポリシ
リコン膜１３の素子形成領域以外の領域において、選択
的に所望の濃度の不′ｆ！、物をイオン注入することに
よって、ポリシリコン抵抗体（図示せず）を形成するこ
とができる。

上記製造方法による二層ポリシリコン自己整合型トラン
ジスタは、下層の第１のポリシリコンロａでコレクタ、
ベース、エミッタの各領域を自己整合的に決定するとと
もに、上層の第３のポリシリコン１３でエミッタ拡散領
域１４．及び配線とポリシリコン抵抗体を形成する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の製造方法では、表面から第３のポ
リシリコンＩ！Ｉ！１３に第１導電型の不純物を導入し
、該導入した第１導電型の不純物を第２のポリシリコン
膜１３から第２導電型の活性ベース領域１１ｂに拡散し
てエミッタ領域１４を形成しているが、これが表面から
の拡散であること、また、不純物の拡散においても浅い
接合形成が必要なことから、高温、長時間の熱処理がで
きず、十分な濃度のエミツタ層の形成が不可能である。

また、第３のポリシリコン膜１３の形成前にイオン注入
により活性ベース層１１ｂにエミツタ層１４を形成して
おく場合でも、浅い接合形成に対して不利である。

この発明は、二層ポリシリコン自己整合型トランジスタ
の製造方法における上記のような問題点を解決するため
になされたもので、高濃度のエミッタ拡散領域を形成で
き、しかも浅い接合でこれを形成できる半導体装置の製
造方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る半導体装置の製造方法は、第１導電型の
半導体層からなる素子形成領域表面に第１の多結晶シリ
コン膜を設け、これを選択酸化し、酸化していない第１
の多結晶シリコン膜をマスクとして第１導電型及び第２
導電型の不純物を拡散して第１導電型の第１の領域、第
２導電型の第２の領域を形成するともに、第１の多結晶
シリコン酸化膜を除去して開孔部を形成し、薄い酸化膜
を介して第２導電型の不純物注入して前記開化部に露出
した前記素子形成領域内に第２導電型の第３の領域を形
成し、開孔部側壁に高濃度の第１導電型の不純物を含む
第２の多結晶シリコンあるいは酸化膜を形成し、さらに
第３の多結晶シリコンを堆積した後、前記高濃度に第１
導電型不純物を含む第２の多結晶シリコン或いは酸化膜
を拡散源とする不純物拡散により、第３の領域の表層に
十分な不純物濃度の浅い接合をもつ第４の領域を形成す
ることを特徴とするものである。

〔作用〕

この発明における半導体装置の製造方法では、第４の領
域、即ち、エミッタ領域の形成に、側壁の高濃度不純物
を含む第２の多結晶シリコンあるいは酸化膜からの不純
物拡散法を用いたので、従来のポリシリコン表面から拡
散する方法に比べ、基板に近い領域からの高濃度不純物
の拡散となり、拡散の為の熱処理が軽減され、さらに高
濃度不純物をもつ浅い接合のエミッタ領域が形成される
。

〔実施例］ 以下、本発明の一実施例を図について説明する。

第１図（ａ）〜（ｅ）は本発明の一実施例による半導体
装置の製造方法を示す各主要工程の断面図であり、特に
、本実施例ではバイポーラ型半導体装置の製造方法を例
に用いている。

図において、１はｐ型基板、２はｎ゛埋込拡散層、３は
ｎ”エピタキシャル成長層、４はトレンチ分離埋込み酸
化膜、５は酸化膜、６ａはベース電極多結晶シリコン、
６ｂはコレクタ電橋多結晶シリコン、７はベース、コレ
クタ分離酸化膜、８はベース、エミッタ分離酸化膜、８
ｂは薄い酸化膜、９は窒化膜、１０はｎ”コレクタウオ
ール領域、ｌｌａは外部ベース領域、ｌｌｂは活性ベー
ス領域、１２はｎ型高濃度不純物含有多結晶シリコン、
１２ａはエミッタ不純物拡散源領域、１３は多結晶シリ
コン、１４はｎ゛エミツタ領域１５ａはベースシリサイ
ド電極、１５ｂはエミッタシリサイド電極、１５ｃはコ
レクタシリサイド電極である。

次に本実施例の製造方法について説明する。

まず、Ｐ型基板１にｎ型の不純物を拡散し、ｎ゛埋込コ
レクタ層２を形成した後、その上にエピタキシャル成長
等により低濃度のｎ型成長層３を形成する。このように
形成した半導体層にトレンチ分離のための埋め込み酸化
膜領域４及び表面フィールド酸化膜５により素子形成領
域を分離形成する。

その後、全面に第１のポリシリコン膜を設け、その上に
薄い酸化ＷＡ８を介して窒化膜等の耐酸化膜９を堆積し
、外部ベース領域とコレクタ引き出し領域との分離領域
、及び活性ベース領域に相当する箇所の耐酸化性膜９を
パターニング除去する。

その後、残存している耐酸化性膜９をマスクとして露出
している第１のポリシリコンを選択的に酸化した後、酸
化されていない第１のポリシリコン膜６ａを介して、ｎ
型不純物及びｐ型不純物を導入し、コレクタウオール領
域１０（第１の領域）及び外部ベース領域（第２の領域
）１１ａを形成する。

その後、活性ベース領域上のポリシリコン酸化膜を除去
した後、該除去した部分に薄い酸化１！１８ｂを形成し
、これを介してｐ型不純物をイオン注入等により導入し
、活性ベース領域１１ｂ（第３の領域）を形成し、第１
図（ａ）の構造を得る。

次に、高濃度ｎ型不純物を含む第２のポリシリコン１２
を全面に堆積する（第１図（ｂ））。

そして、堆積した第２のポリシリコン１２を異方性エツ
チングし、エミッタ領域を開孔すると同時に、これを該
開孔部の側壁に残し、エミッタ不純物拡散ｒＡ領域１２
ａを形成する（第１図（Ｃ））。

次に、全面に第３のポリシリコンを堆積した後、バター
ニングしたレジストマスクとして、活性ベース領域１１
ｂを含む選択された第３のポリシリコンに表面領域から
所望濃度の第１導電型不純物をイオン注入し、第３のポ
リシリコンの低抵抗化を図る。

その後、第３のポリシリコンをバターニングし、エツチ
ングすることによって、エミッタポリシリコン領域１３
を形成する（第１図（ｄ３）。

その後、熱処理を施すことにより、側壁部の高濃度ｎ型
不純物拡散１ｉ１域１２ａから、ｎ型不純物を拡散し、
エミッタポリシリコン領域１３を通して、活性ベース領
域１１ｂの表層にｎ゛エミッタ領域１４を形成する。

そして第１及び第３のポリシリコンロａ、１３の表面に
それぞれシリサイド膜を形成し、これをベースシリサイ
ド電極１５ａ、　　エミッタシリサイド電極１５ｂ、コ
レクタシリサイド電極１５ｃとし、第１図（ｅ）の構造
を得る。

なお、上記実施例ではエミッタ不純物拡散源領域１２ａ
は高濃度ｎ型不純物を含む第２のポリシリコンからなる
ものとしたが、これは高濃度ｎ型不純物を含むＣＶＤ酸
化膜であってもよい。

次に、本実施例のエミッタ領域１４を形成する工程の詳
細を第２図に示す。

図に示すように、高濃度ｎ型不純物を含むポリシリコン
或いは高濃度ｎ型不純物を含むＣＶＤ酸化膜からなるエ
ミッタ不純物拡散源領域１２ａは、活性ベース層１１ｂ
の表面に掻めて近い、第１のポリシリコンｔｌｌＦ６ａ
の開孔部の側壁に形成されている。　従って、エミッタ
領域Ｉ４を形成するための高濃度不純物の拡散工程にお
いて、該領域１２ａから容易に高濃度不純物が活性ベー
ス領域ｌｌｂの表面に拡散するので、薄い活性ベース領
域１１ｂ内にも高濃度でしかも浅いエミッタ接合を制御
性、再現性よく形成できる。

よって本実施例においては、ベースとコレクタの分離、
及びベース領域とエミッタ領域を自己整合的に形成でき
るとともに、さらにエミッタ領域１４を薄く、高濃度に
形成できるので、エミッタ領域１４のコンタクト抵抗を
小さな値にでき、高速で高性能なパイボーランジスタの
製造が可能となる。また、キャリア注入効率の向上を図
ることができ、エミッタ、コレクタ間に多くの電流を流
すことが可能となり、消費電力の低減を図ることができ
る。

次に、上記実施例の製造方法を用いて同時にポリシリコ
ン抵抗体を作製する場合について説明する。

第３図（ａ）に示すように、上記の第１図（Ｃ）の工程
後、第１図（ｄ）の工程と同様に、全面に第３のポリシ
リコンを堆積し、活性ベース領域１１ｂを含む選択され
た第３のポリシリコンに第１導電型不純物の導入すると
ともに、同時に第３のポリシリコンの素子形成領域以外
の領域に、選択的に所望濃度の不純物を注入してポリシ
リコン抵抗体となる領域を形成し、その後、バターニン
グ、エツチングによりエミッタポリシリコン領域１３．
及びポリシリコン抵抗体１３１を形成する。

その後、第３図（ｂ）に示すように、上述の方法により
側壁からの不純物拡散によりエミッタ領域１４を形成し
、その後、第１及び第３のポリシリコンロａ、１３の表
面、及びポリシリコン抵抗体１３１表面のコンタクトａ
域にそれぞれシリサイド電極１５ａ＝１５ｃを形成する
。

このような方法によれば、上記実施例の方法にさらに工
程数を増加することなく、同時にポリシリコン抵抗体１
３１も形成することができる。

また、上記実施例では２層ポリシリコン自己整金型のバ
イポーラトランジスタについて説明したが、本実施例は
この構造に限定されるものではなく、浅い接合を有する
全てのバイポーラ型半導体装置の製造に適用可能である
。

［発明の効果〕 以上のように、本発明によれば、第１の多結晶シリコン
膜を選択酸化した後、選択酸化により形成した多結晶シ
リコン酸化膜を除去して開孔部を設け、該開孔部の側壁
にエミッタ不純物拡散ｆｌＴＪ域として高濃度不純物を
含むポリシリコン或いは高濃度不純物を含むＣＶＤ酸化
膜を設け、該開孔部を覆うようにエミッタポリシリコン
を形成後、側壁部のエミ・ツタ不純物拡散源領域から高
濃度不純物を拡散することによりエミッタ領域を形成す
るようにしたので、エミッタポリシリコンの表面層から
の拡散と異なり、高濃度でしかも浅いエミッタ接合の形
成が可能となり、薄い活性ベース層表面に精密にエミッ
タ領域を形成することができ、高速のハイボーランジス
タの製造が可能となる効果がある。また、これによりエ
ミッタポリシリコンの低抵抗化、コンタクト抵抗の低減
を実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるバイポーラ型の半導体
装置の製造方法を示す図、第２図は本発明の一実施例に
よるバイポーラ型の半導体装置の製造方法におけるエミ
ッタ形成工程の詳細を示す図、第３図は本発明の他の実
施例によるバイポーラ型の半導体装置の製造方法の工程
の一部を示す図、第４図は従来のバイポーラ型半導体装
置の製造方法を示す図である。 図において、１はｐ型基板、２はｎ゛埋込拡散層、３は
ｎ−エピタキシャル成長層、４はトレンチ分離埋込み酸
化膜、５，５ａは酸化膜、６ａはベース電極多結晶シリ
コン、６ｂはコレクタ電極多結晶シリコン、７はベース
、コレクタ分離酸化膜、８はベース、エミッタ分離酸化
膜、８ｂは酸化膜、９は窒化膜、１０はｎ゛コレクタウ
オール領域ｌｌａは外部ベース領域、ｌｌｂは活性ベー
ス領域、１２はｎ型高濃度不純物含有ポリシリコン、１
２ａはエミンタ不純物拡１■頁域、１３はポリシリコン
、１４はｎ゛エミツタ闘域１５ａはベースシリサイド電
極、１５ｂはエミンタシリサイドＸｐｉ、１５ｃはコレ
クタシリサイド電極、１５ｄはシリサイド電極、１３１
はポリシリコン抵抗体である。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１導電型の半導体層からなる島状の素子形成領
   域上に、第１の多結晶シリコン膜を堆積し、これを選択
   的に酸化する工程と、 前記第１の多結晶シリコン膜をマスクとして第１導電型
   及び第２導電型の不純物を拡散し、素子形成領域内に第
   １導電型の第１の領域、第２導電型の第２の領域をそれ
   ぞれ形成する工程と、第１の多結晶シリコン酸化膜を除
   去して開孔部を形成し、薄い酸化膜を介して第２導電型
   の不純物を注入し、前記開孔部に露出した前記素子形成
   領域内に第２導電型の第３の領域を形成する工程と、 前記開孔部の側壁部に、第１導電型の不純物を高濃度に
   含む、第２の多結晶シリコンあるいは酸化膜を形成する
   工程と、 選択的に第３の多結晶シリコンを設け、前記第３の領域
   を含む領域に第１導電型不純物を導入する工程と、 前記開孔部側壁の第２の多結晶シリコンあるいは酸化膜
   を拡散源として、前記第３の多結晶シリコン通じて前記
   第３の領域内に第１導電型不純物を拡散し、第１導電型
   の第４の領域を形成する工程とを含むことを特徴とする
   半導体装置の製造方法。