JPH0547775A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH0547775A
JPH0547775A JP3199410A JP19941091A JPH0547775A JP H0547775 A JPH0547775 A JP H0547775A JP 3199410 A JP3199410 A JP 3199410A JP 19941091 A JP19941091 A JP 19941091A JP H0547775 A JPH0547775 A JP H0547775A
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寿博 杉井
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、半導体装置の製造方法に関し、キ
ャリヤの走行時間の短縮した高速デバイスを実現できる
半導体装置の製造方法の提供を目的とする。 【構成】 シリコン酸化膜3の側壁に沿った領域のみに
耐酸化性膜5を形成し、この膜5をマスクとして酸化を
行い、次いで膜5を選択的に除去し、膜5の幅と同等の
幅の露出されたシリコン領域へ酸化膜3,6をマスクと
してイオンを注入する。
(57) [Summary] [Object] The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and an object thereof is to provide a method for manufacturing a semiconductor device capable of realizing a high-speed device in which a carrier transit time is shortened. [Structure] An oxidation resistant film 5 is formed only in a region along a side wall of the silicon oxide film 3, oxidation is performed using this film 5 as a mask, and then the film 5 is selectively removed to have a width equal to that of the film 5. Ions are implanted into the exposed silicon region having the width of 1 by using the oxide films 3 and 6 as masks.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置、詳しく言
えばSOI基板を用いたラテラルバイポーラトランジス
タといったような半導体装置の高速化が可能な製造方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a manufacturing method capable of speeding up a semiconductor device such as a lateral bipolar transistor using an SOI substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】SOI基板を用いたラテラルバイポーラ
トランジスタは、SOI基板を使用することによる寄生
容量の低減効果のほかに、ベース−コレクタ面積を小さ
くすることが可能なため、ベース−コレクタ間接合容量
の低減が可能な半導体装置である。そしてラテラルバイ
ポーラトランジスタの従来の製造方法では、ベース、コ
レクタ及びエミッタ開口部はフォトリソグラフィー技術
により形成されている。
2. Description of the Related Art A lateral bipolar transistor using an SOI substrate has the effect of reducing the parasitic capacitance by using the SOI substrate and, in addition, the base-collector area can be reduced, so that the junction capacitance between the base and collector is reduced. Is a semiconductor device capable of reducing In the conventional manufacturing method of the lateral bipolar transistor, the base, collector and emitter openings are formed by the photolithography technique.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来のバイポーラトラ
ンジスタの製造方法で用いられていたフォトリソグラフ
ィーにより形成されたベース幅は、フォトリソグラフィ
ー技術で形成可能な最小寸法で決ってしまうため、一般
には0.3〜0.5μm程度になってしまう。このベース幅
は、通常の縦方向のバイポーラトランジスタのベース幅
が最大で0.1μm程度であるのに比べて格段に広く、そ
のため、キャリヤのベース走行時間が長くなってしまう
ので、これまでの製造方法でもって高速のラテラルバイ
ポーラトランジスタを実現することはできなかった。
Since the base width formed by photolithography used in the conventional method for manufacturing a bipolar transistor is determined by the minimum size that can be formed by the photolithography technique, it is generally 0. It becomes about 3 to 0.5 μm. This base width is remarkably wider than the base width of a normal vertical bipolar transistor, which is about 0.1 μm at the maximum, and therefore the base transit time of the carrier becomes long. It was not possible to realize a high-speed lateral bipolar transistor by the method.

【0004】本発明は、キャリヤ走行時間を短縮して高
速デバイスを実現することの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。
It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device which can realize a high speed device by shortening the carrier transit time.

【0005】[0005]

【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、基板表面の露出されたシリコンの一部の上に
所定形状のシリコン酸化膜を前もって形成し、残された
露出されたままのシリコン表面を薄く酸化してパッド酸
化膜を形成した後に、このパッド酸化膜上の上記の前も
って形成されたシリコン酸化膜の側壁に沿った領域のみ
に耐酸化性の膜を形成し、この耐酸化性膜をマスクとし
て酸化を行って上記パッド酸化膜の領域のシリコンを更
に酸化し、次いで当該耐酸化性膜だけを選択的に除去
し、更にその下のパッド酸化膜を除去して、この耐酸化
性膜の幅と同等の幅を有する領域のシリコンを露出さ
せ、そしてこの領域にイオンを注入する工程を含むこと
を特徴とする方法である。
According to a method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a silicon oxide film having a predetermined shape is formed in advance on a part of exposed silicon on a surface of a substrate, and the remaining exposed oxide film is left. After thinly oxidizing the silicon surface of the pad oxide film to form a pad oxide film, an oxidation resistant film is formed only on the region along the sidewall of the previously formed silicon oxide film on the pad oxide film. Oxidation is performed by using the oxidizable film as a mask to further oxidize the silicon in the region of the pad oxide film, and then only the oxidation resistant film is selectively removed, and the pad oxide film underneath is removed. The method is characterized by including the step of exposing silicon in a region having a width equal to the width of the oxidation resistant film and implanting ions in this region.

【0006】本発明の方法においては、ラテラルバイポ
ーラトランジスタのベース領域のようにキャリヤの走行
時間が問題になるような領域の幅が、マスクを使用する
フォトリソグラフィーの技術的制約の最小寸法で制限さ
れるのではなく、セルフアラインで決定される。この原
理を、図1を参照して説明する。図1(a)において、
1は酸化シリコン基板であり、2は酸化シリコン基板1
上のシリコンであって、ラテラルバイポーラトランジス
タにあって活性領域を構成する。この活性領域の露出さ
れたシリコンの一部の上には、所定形状のシリコン酸化
膜3が前もって形成され、残された露出シリコン表面に
は薄いパッド酸化膜4が形成されている。本発明の方法
では、パッド酸化膜4の上の前もって形成されたシリコ
ン酸化膜3の側壁に沿った領域のみに幅Wの耐酸化性の
膜5を形成する。次に、図1(b)に示すように、この
膜5をマスクとして酸化を行うことにより、露出されて
いるパッド酸化膜の領域のシリコンを更に酸化して厚い
酸化膜6を形成し、そして耐酸化性膜5及びこの膜の下
のパッド酸化膜を順に選択的に除去して、耐酸化性膜5
の幅Wと同等の幅を有する領域のシリコンを露出させ
る。この露出された領域のシリコンに、残された酸化膜
3,6をマスクとしてドーパントをイオン注入すれば、
耐酸化性膜5の幅Wと同等の幅を有するイオン注入領域
が形成される。
In the method of the present invention, the width of a region, such as the base region of a lateral bipolar transistor, in which carrier transit time is a problem is limited by the minimum dimension of the technical constraint of photolithography using a mask. It is decided by self-alignment, not by the This principle will be described with reference to FIG. In FIG. 1 (a),
1 is a silicon oxide substrate, 2 is a silicon oxide substrate 1
The upper silicon constitutes the active region in the lateral bipolar transistor. A silicon oxide film 3 having a predetermined shape is formed in advance on a portion of the exposed silicon in the active region, and a thin pad oxide film 4 is formed on the remaining exposed silicon surface. According to the method of the present invention, the oxidation-resistant film 5 having the width W is formed only on the pad oxide film 4 along the side wall of the previously formed silicon oxide film 3. Next, as shown in FIG. 1B, oxidation is performed using this film 5 as a mask to further oxidize the silicon in the exposed pad oxide film region to form a thick oxide film 6, and The oxidation resistant film 5 and the pad oxide film under this film are selectively removed in order to obtain the oxidation resistant film 5.
Expose a region of silicon having a width equal to the width W of. If a dopant is ion-implanted into the silicon in the exposed region using the remaining oxide films 3 and 6 as a mask,
An ion implantation region having a width equal to the width W of the oxidation resistant film 5 is formed.

【0007】耐酸化性膜とし好適なものは、シリコン窒
化膜 (SixN y ) やシリコン酸化窒化膜(Six O y N z )
である。これらは、パッド酸化膜の領域のシリコンを
更に酸化する際に有効なマスクとして働いて、耐酸化性
膜の下に位置するシリコンの酸化を防ぐ。シリコン窒化
膜やシリコン酸化窒化膜は、図2(a)に5で示すよう
に、前もって形成された酸化膜3及びパッド酸化膜4の
全面へCVD法で堆積させることができ、そして反応性
イオンエッチングにより異方性のエッチングを行うこと
で、基板に対して垂直な方向にのみ耐酸化性膜5を除去
して、図2(b)に示すように、前もって形成されたシ
リコン酸化膜3の側壁に沿った領域のみに幅Wの耐酸化
性膜5を残すことができる。この幅Wは、0.1μm以
下、好ましくは0.05μm程度にすることが可能である。
このように、耐酸化性膜は、酸化操作の際に有効なマス
クとして働いてその下のシリコンの酸化を防止すること
ができ、且つ、前もって形成されたシリコン酸化膜の側
壁に沿った領域のみに適当な方法により形成可能であっ
て、しかも後に選択的に容易に除去可能なものであれ
ば、どのような材料の膜であってもよい。
Suitable as the oxidation resistant film is a silicon nitride film (Si x N y ) or a silicon oxynitride film (Si x O y N z ).
Is. These act as effective masks when further oxidizing the silicon in the region of the pad oxide and prevent oxidation of the silicon underlying the oxidation resistant film. The silicon nitride film and the silicon oxynitride film can be deposited by CVD on the entire surface of the oxide film 3 and the pad oxide film 4 formed in advance, as shown by 5 in FIG. By performing anisotropic etching by etching, the oxidation resistant film 5 is removed only in the direction perpendicular to the substrate, and as shown in FIG. 2 (b), the silicon oxide film 3 formed in advance is removed. The oxidation resistant film 5 having the width W can be left only in the region along the side wall. This width W can be set to 0.1 μm or less, preferably about 0.05 μm.
Thus, the oxidation resistant film can act as an effective mask during the oxidation operation to prevent the oxidation of the underlying silicon, and only in the regions along the sidewalls of the previously formed silicon oxide film. Any film can be used as long as it can be formed by an appropriate method and can be selectively and easily removed later.

【0008】ラテラルバイポーラトランジスタのベース
領域を形成しようとする場合には、耐酸化性膜及びその
下のパッド酸化膜の除去後にイオン注入されたシリコン
領域上にベース引出し用の電極を形成する。この電極
は、例えば、ポリシリコンの堆積によって容易に形成す
ることができる。具体的に言えば、イオンの注入後に、
CVD法により全面へポリシリコンを堆積させ、低抵抗
化するため例えばボロンのような適当な不純物を注入
し、次いでパターニングして不要なポリシリコンを取除
いてベース引出し用電極を作製することができる。
When the base region of the lateral bipolar transistor is to be formed, an electrode for extracting the base is formed on the ion-implanted silicon region after removing the oxidation resistant film and the pad oxide film thereunder. This electrode can be easily formed, for example, by depositing polysilicon. Specifically, after ion implantation,
By depositing polysilicon on the entire surface by the CVD method and injecting an appropriate impurity such as boron in order to reduce the resistance, and then patterning to remove unnecessary polysilicon, a base extraction electrode can be manufactured. ..

【0009】エミッタ部とベース引出し電極とは接触し
ない方が望ましいけれども、現実にはこれらは一部どう
しが接触することがある。その場合、ベース引出し電極
がポリシリコンであると、エミッタ−ベース接合が単結
晶シリコンどうしの接合とならず、トンネルリーク電流
が流れて電流利得の低下を招くことが考えられる。そし
てこの問題は、単結晶シリコンとポリシリコンとを接触
させずに、エミッタ−ベース接合を単結晶シリコンどう
しの接合とすることで解決できる。
Although it is desirable that the emitter section and the base extraction electrode are not in contact with each other, in reality, some of them may be in contact with each other. In that case, if the base extraction electrode is made of polysilicon, the emitter-base junction may not be a junction between single crystal silicons, and a tunnel leak current may flow to cause a decrease in current gain. This problem can be solved by making the emitter-base junction be a junction of single crystal silicon without contacting the single crystal silicon and polysilicon.

【0010】単結晶のシリコンとポリシリコンとの接触
を防ぐには、例えば、ベース引出し電極の形成方法とし
てシリコンのエピタキシャル成長技術を用いることがで
きる。エピタキシャル成長技術を用いるのは、電極の低
抵抗化のためのドーパントを同時にドープすることがで
きることからも好都合である。シリコンのエピタキシャ
ル層は、実際にはベースコンタクト領域を形成している
単結晶シリコン上にだけしかできず、これ以外のところ
にはポリシリコンができてしまうけれども(図5参
照)、エミッタ−ベース接合を単結晶シリコンどうしの
接合とするには十分である。形成されたシリコン層は、
パターニングして、ベース引出し電極以外の部分を取除
く。更に、選択エピタキシャル成長を利用すれば、選択
的に単結晶シリコン上にのみシリコン単結晶を成長させ
ることができ、酸化膜上にシリコンは堆積しないので、
後のパターニングを省くことができる。
In order to prevent contact between single crystal silicon and polysilicon, for example, a silicon epitaxial growth technique can be used as a method for forming the base extraction electrode. The use of the epitaxial growth technique is convenient because it is possible to simultaneously dope the dopant for lowering the resistance of the electrode. Although the epitaxial layer of silicon is actually formed only on the single crystal silicon forming the base contact region, and polysilicon is formed elsewhere (see FIG. 5), the emitter-base junction is not formed. Is sufficient for joining single crystal silicons to each other. The formed silicon layer is
Patterning is performed to remove a portion other than the base extraction electrode. Furthermore, by using selective epitaxial growth, a silicon single crystal can be selectively grown only on the single crystal silicon, and silicon is not deposited on the oxide film.
Subsequent patterning can be omitted.

【0011】単結晶のシリコンとポリシリコンとの接触
を防ぐもう一つの方法は、ベースドーパントをイオン注
入するのに先立ち、耐酸化性膜及びその下のパッド酸化
膜を除去する前に、エミッタ部を構成するパッド酸化膜
下のシリコンへシリコン酸化膜とその側壁についた耐酸
化性膜とをマスクとしてエミッタのドーパントをイオン
注入した上で、耐酸化性膜の幅を狭めてから、パッド酸
化膜下のシリコンの酸化を行う方法である。この方法に
よれば、予め作られたエミッタ部と後に作られるベース
引出し用の電極とが、耐酸化性膜の狭められた幅の分だ
け離れた構造となり、エミッタ−ベース接合は単結晶シ
リコンどうしの接合となる。
Another method of preventing contact between single crystal silicon and polysilicon is to prior to ion implanting the base dopant and before removing the oxidation resistant film and underlying pad oxide film, the emitter section. After the dopant of the emitter is ion-implanted into the silicon under the pad oxide film that constitutes the pad oxide film using the silicon oxide film and the oxidation resistant film on the side wall as a mask, the width of the oxidation resistant film is narrowed, and then the pad oxide film is formed. This is a method of oxidizing the underlying silicon. According to this method, the pre-made emitter part and the base lead-out electrode, which will be made later, are separated by the narrowed width of the oxidation resistant film, and the emitter-base junction is made of single crystal silicon. Will be joined.

【0012】耐酸化性膜の幅を狭める方法は、この膜の
材料に応じて適宜選択できる。例えば膜がシリコン窒化
膜である場合には、熱リン酸でエッチングして、その幅
を50nm程度狭めることができる。
The method of narrowing the width of the oxidation resistant film can be appropriately selected according to the material of this film. For example, when the film is a silicon nitride film, it can be narrowed by about 50 nm by etching with hot phosphoric acid.

【0013】[0013]

【作用】本発明の本法において、シリコン酸化膜の側壁
に沿った領域のみに形成された耐酸化性膜は、その下の
シリコンの酸化を防いで他の領域のシリコンを酸化する
のを可能にし、そしてその除去によって、その幅と同等
の幅の未酸化のシリコン領域の露出を可能にする。この
耐酸化性膜は、フォトリソグラフィーによらず、セルフ
アラインで形成可能であるから、フォトリソグラフィー
で形成される未酸化シリコン領域の幅に比べて十分狭い
幅の未酸化シリコン領域を形成する。そしてこの領域に
イオン注入することで、耐酸化性膜の幅と同等の十分狭
い幅のイオン注入領域が得られる。
In the method of the present invention, the oxidation resistant film formed only in the region along the side wall of the silicon oxide film can prevent the oxidation of the silicon thereunder and oxidize the silicon in other regions. And its removal enables the exposure of unoxidized silicon regions of comparable width. Since this oxidation resistant film can be formed by self-alignment without using photolithography, an unoxidized silicon region having a width sufficiently narrower than the width of the unoxidized silicon region formed by photolithography is formed. Then, by ion-implanting into this region, an ion-implanted region having a sufficiently narrow width equivalent to the width of the oxidation resistant film is obtained.

【0014】このイオン注入領域に形成されたシリコン
電極は、ラテラルバイポーラトランジスタのベース引出
し電極の役目を果す。シリコン電極をエピタキシャル成
長により形成し、あるいはベース引出し電極とエミッタ
部との直接の接触をなくすと、エミッタ−ベース接合を
単結晶シリコンどうしの接合とすことができ、ベース引
出し電極がポリシリコンである場合に生じるようなトン
ネルリーク電流の発生を抑制して電流利得の向上を可能
にする。
The silicon electrode formed in this ion-implanted region serves as a base lead-out electrode of the lateral bipolar transistor. When the silicon electrode is formed by epitaxial growth or the direct contact between the base extraction electrode and the emitter is eliminated, the emitter-base junction can be made of single crystal silicon, and the base extraction electrode is polysilicon. It is possible to improve the current gain by suppressing the occurrence of the tunnel leak current that occurs in the above.

【0015】[0015]

【実施例】次に、実施例により本発明を更に説明する。実施例1 本発明の方法をnpn-バイポーラトランジスタの製造に適
用した例を示す。図3(a)に示すように、SOI基板
のシリコンを活性領域を除いて酸化した。この図におい
て、11は活性領域のシリコン、12, 13は酸化シリコンで
ある。この活性領域はn形で、キャリヤ濃度は1017/cm
3 、膜厚は0.15μmであった。全面に酸化シリコンを20
0nm 堆積させ、その一部を反応性イオンエッチングによ
り除去して、図3(b)に示すように、シリコンの一部
の上とそれに隣接した酸化シリコンの上に所定形状のシ
リコン酸化膜14を形成し、そして露出された活性領域の
シリコンを薄く酸化して、厚さ10nmのパッド酸化膜15を
形成した。
The present invention will be further described with reference to the following examples. Example 1 An example in which the method of the present invention is applied to the manufacture of an npn-bipolar transistor will be shown. As shown in FIG. 3A, the silicon of the SOI substrate was oxidized except for the active region. In this figure, 11 is silicon in the active region and 12 and 13 are silicon oxides. This active region is n-type with a carrier concentration of 10 17 / cm
3 , the film thickness was 0.15 μm. 20 silicon oxide on the entire surface
Then, a silicon oxide film 14 having a predetermined shape is formed on a part of the silicon and the silicon oxide adjacent to the silicon oxide, as shown in FIG. 3 (b). Then, the exposed silicon in the active region was thinly oxidized to form a pad oxide film 15 having a thickness of 10 nm.

【0016】図3(c)に示すように、CVD法により
全面に厚さ100nmのシリコン窒化膜16を堆積させた。こ
のシリコン窒化膜16を反応性イオンエッチングにより基
板に対して垂直な方向にのみ異方的除去して、図3
(d)に示すように耐酸化性膜17を、シリコン酸化膜の
側壁に沿って残した。次に、エミッタドーパントのヒ素
を加速エネルギー200keV、ドース量1×1016/cm2 で全
面へ注入した。この注入条件では、ヒ素は厚さ200nm の
シリコン酸化膜14下のシリコン層及びシリコン窒化膜17
下のシリコン層には注入されない。次いで、シリコン窒
化膜17をマスクとして、露出されているパッド酸化膜15
を更に酸化して、膜厚100nm の酸化膜18にした(図4
(a))。
As shown in FIG. 3C, a 100 nm thick silicon nitride film 16 was deposited on the entire surface by the CVD method. This silicon nitride film 16 is anisotropically removed only in a direction perpendicular to the substrate by reactive ion etching,
As shown in (d), the oxidation resistant film 17 is left along the side wall of the silicon oxide film. Next, arsenic as an emitter dopant was implanted over the entire surface at an acceleration energy of 200 keV and a dose of 1 × 10 16 / cm 2 . Under this implantation condition, arsenic is used as the silicon layer and the silicon nitride film 17 under the 200 nm thick silicon oxide film 14.
It is not implanted in the underlying silicon layer. Next, using the silicon nitride film 17 as a mask, the exposed pad oxide film 15
Is further oxidized to form an oxide film 18 with a thickness of 100 nm (Fig. 4
(A)).

【0017】シリコン窒化膜17を熱リン酸で選択的に除
去し、更にその下のパッド酸化膜をウェットエッチング
で取除いて、シリコンを露出させた。そしてボロンを、
20keV の加速エネルギーで1×1013/cm2 注入した。こ
れにより、幅が100nm 程度のベースが形成された。次
に、全面へポリシリコンを200nm 堆積させ、ボロンを30
keV の加速エネルギーで1×1016/cm2 注入して低抵抗
化させた。パターニングによりベース引出し用電極19の
ポリシリコンのみを残した(図4(b))。
The silicon nitride film 17 was selectively removed with hot phosphoric acid, and the pad oxide film therebelow was removed by wet etching to expose silicon. And boron
1 × 10 13 / cm 2 was injected at an acceleration energy of 20 keV. As a result, a base having a width of about 100 nm was formed. Next, deposit 200 nm of polysilicon on the entire surface and
1 × 10 16 / cm 2 was injected with an acceleration energy of keV to reduce the resistance. By patterning, only the polysilicon of the electrode 19 for drawing out the base was left (FIG. 4B).

【0018】次に、ベース引出し用の電極19のパターニ
ングのためのレジストを残して、リンを200keVの加速エ
ネルギーで1×1016/cm2 注入し、アニールして、コレ
クタコンタクト領域20を低抵抗化した(図4(c))。最
後に、図4(d)に示すように、コレクタコンタクト領
域20及びエミッタコンタクト領域21を開口して、これら
の開口部とベース引出し電極19の上にメタル22, 23, 24
を形成して、npn-ラテラルバイポーラトランジスタを完
成した。実施例2 実施例1と同じ手順に従って、シリコン酸化膜及びパッ
ド酸化膜の上にCVD法で厚さ50nmのシリコン窒化膜を
堆積させ、これを反応性イオンエッチングで処理して、
厚さ200nm のシリコン酸化膜の側壁領域のみに幅50nmの
シリコン窒化膜を残した。
Next, phosphorus is implanted at a dose of 1 × 10 16 / cm 2 with an acceleration energy of 200 keV, leaving a resist for patterning the electrode 19 for extracting the base, and annealed to lower the collector contact region 20 to a low resistance. (Fig. 4 (c)). Finally, as shown in FIG. 4D, the collector contact region 20 and the emitter contact region 21 are opened, and metal 22, 23, 24 is formed on these openings and the base extraction electrode 19.
To form an npn-lateral bipolar transistor. Example 2 Following the same procedure as in Example 1, a silicon nitride film having a thickness of 50 nm was deposited on the silicon oxide film and the pad oxide film by a CVD method, and this was processed by reactive ion etching.
A silicon nitride film with a width of 50 nm was left only on the sidewall region of the silicon oxide film with a thickness of 200 nm.

【0019】このシリコン窒化膜とシリコン酸化膜とを
マスクにして、ヒ素をイオン注入した(加速エネルギー
120keV、ドーズ量1×1016/cm2)。次いで、シリコン窒
化膜をマスクに、露出されているパッド酸化膜を更に酸
化して、膜厚を100nm にした。そしてシリコン窒化膜を
熱リン酸で除去し、更にその下のパッド酸化膜を除去し
て幅50nmのシリコンを露出させた。次に、ベースドーパ
ントのボロンをシリコン酸化膜をマスクとしてイオン注
入した(加速エネルギー20keV 、ドーズ量1×1013/cm
2)。
Arsenic is ion-implanted by using the silicon nitride film and the silicon oxide film as a mask (acceleration energy
120keV, dose 1 × 10 16 / cm 2 ). Next, using the silicon nitride film as a mask, the exposed pad oxide film was further oxidized to a film thickness of 100 nm. The silicon nitride film was removed with hot phosphoric acid, and the pad oxide film underneath was removed to expose silicon with a width of 50 nm. Next, boron as a base dopant was ion-implanted using the silicon oxide film as a mask (acceleration energy 20 keV, dose 1 × 10 13 / cm 3).
2 ).

【0020】窒素雰囲気中において 800℃で20分間アニ
ールを行った後に、ボロンドープのシリコンエピタキシ
ャル成長を行なった。露出されたシリコン結晶の上にだ
け単結晶シリコンが成長し、他の部分にはポリシリコン
が堆積した。パターニングを行ってベース引出し電極を
形成した。図5に示すように、こうして形成されたベー
ス引出し電極31は、ベース領域のシリコン上に成長して
できた部分32だけが単結晶であり、酸化膜の上に堆積し
てできた他の部分は実際にはポリシリコンであるが、エ
ミッタ−ベース接合を単結晶どうしの接合とするために
は支障ない。
After annealing at 800 ° C. for 20 minutes in a nitrogen atmosphere, boron-doped silicon epitaxial growth was performed. Single crystal silicon was grown only on the exposed silicon crystals, and polysilicon was deposited on the other parts. The base extraction electrode was formed by patterning. As shown in FIG. 5, in the base extraction electrode 31 thus formed, only the portion 32 formed by growing on the silicon in the base region is a single crystal, and the other portion formed by depositing on the oxide film. Is actually polysilicon, but there is no problem in making the emitter-base junction a junction between single crystals.

【0021】次いで、実施例1と同様にエミッタ、コレ
クタ及びベース用のメタルを形成して、npn-ラテラルバ
イポーラトランジスタを完成した。このトランジスタで
は、ベース幅は50nmである。また、ベース引出し電極と
エミッタとの接合は単結晶シリコンどうしの接合となっ
て、電流利得は、通常の縦方向のバイポーラトランジス
タと同様に約100 程度となった。実施例3 実施例1と同じ手順に従って、厚さ100nm のシリコン窒
化膜を全面堆積させた上で、これを反応性イオンエッチ
ングで異方的に除去し、厚さ200nm のシリコン酸化膜の
側壁領域のみに幅100nm のシリコン窒化膜を耐酸化性膜
として残した。そしてこのシリコン窒化膜とシリコン酸
化膜とをマスクにして、ヒ素をイオン注入した(加速エ
ネルギー120keV、ドーズ量1×1016/cm2)。
Next, metal for the emitter, collector and base was formed in the same manner as in Example 1 to complete the npn-lateral bipolar transistor. In this transistor, the base width is 50 nm. Also, the junction between the base extraction electrode and the emitter was a junction between single crystal silicons, and the current gain was about 100, similar to the case of a normal vertical bipolar transistor. Example 3 A 100-nm-thick silicon nitride film was blanket deposited according to the same procedure as in Example 1, and then anisotropically removed by reactive ion etching to form a sidewall region of a 200-nm-thick silicon oxide film. Only the silicon nitride film with a width of 100 nm was left as an oxidation resistant film. Then, using the silicon nitride film and the silicon oxide film as a mask, arsenic was ion-implanted (acceleration energy 120 keV, dose 1 × 10 16 / cm 2 ).

【0022】次に、シリコン窒化膜を熱リン酸で等方的
にエッチングして、シリコン窒化膜の幅を50nmに狭め
た。残ったシリコン窒化膜をマスクに、露出されている
パッド酸化膜を更に酸化して、膜厚を100nm にした。シ
リコン窒化膜及びその下のパッド酸化膜を除去後、露出
された幅50nmのシリコン領域へ、シリコン酸化膜をマス
クとしてベースドーパントのボロンをイオン注入(加速
エネルギー20keV 、ドーズ量1×1013/cm2)して、約50
nmの幅のベースを形成した。そして、実施例1と同様の
やり方で、ボロンドープされたポリシリコンのベース引
出し電極を形成した。
Next, the silicon nitride film was isotropically etched with hot phosphoric acid to narrow the width of the silicon nitride film to 50 nm. Using the remaining silicon nitride film as a mask, the exposed pad oxide film was further oxidized to a film thickness of 100 nm. After removing the silicon nitride film and the underlying pad oxide film, boron is ion-implanted as a base dopant into the exposed silicon region with a width of 50 nm using the silicon oxide film as a mask (acceleration energy 20 keV, dose 1 × 10 13 / cm 3). 2 ) and then about 50
A nm wide base was formed. Then, in the same manner as in Example 1, a boron-doped polysilicon base extraction electrode was formed.

【0023】図6に示すように、こうして形成されたベ
ース引出し電極41とエミッタ部42とは、ベースドーパン
トのイオン注入前にシリコン窒化膜の幅が狭められた分
だけ隔離されていてそれらが直接接触しないので、ベー
ス引出し電極がたとえポリシリコンでできていても、キ
ャリヤの再結合はなくなり、トンネルリーク電流は流れ
ない。
As shown in FIG. 6, the base lead-out electrode 41 and the emitter portion 42 thus formed are separated by the width of the silicon nitride film narrowed before the ion implantation of the base dopant. Since there is no contact, even if the base extraction electrode is made of polysilicon, carrier recombination disappears and tunnel leakage current does not flow.

【0024】次いで、実施例1と同様にエミッタ、コレ
クタ及びベース用のメタルを形成して、npn-ラテラルバ
イポーラトランジスタを完成した。電流利得は、およそ
100であった。
Then, metal for the emitter, collector and base was formed in the same manner as in Example 1 to complete the npn-lateral bipolar transistor. The current gain is approximately
It was 100.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように、フォトリソグラフ
ィーにより形成されたベース幅が一般に0.3〜0.5μm
程度であるのに対し、本発明の方法によれば、0.05〜0.
1μm程度の十分に狭いベース幅をセルフアラインで得
ることができる。ベース中の少数キャリヤの走行時間τ
B は、ベース幅をWB とすれば、次式により表される。
As described above, the base width formed by photolithography is generally 0.3 to 0.5 μm.
In contrast, according to the method of the present invention, it is 0.05 to 0.
A sufficiently narrow base width of about 1 μm can be obtained by self-alignment. Running time τ of minority carriers in the base
B, if the base width and W B, represented by the following equation.

【0026】[0026]

【数1】 [Equation 1]

【0027】この式から明らかなように、本発明の方法
によりベース幅が例えば0.1μmにできれば、従来に比
べてベース走行時間を1/9から1/25程度に短縮する
ことが可能になり、寄生容量の低減というラテラルSO
Iバイポーラトランジスタの特長と相まって、高速デバ
イスを実現することができる。また、エミッタ−ベース
接合を単結晶シリコンどうしの接合とすれば、トンネル
リーク電流の発生を抑えて電流利得の向上が可能にな
り、ラテラルバイポーラトランジスタにおいて通常の縦
方向のバイポーラトランジスタと同様の約100 の電流利
得を得ることができる。
As is clear from this equation, if the base width can be set to, for example, 0.1 μm by the method of the present invention, the base running time can be shortened from 1/9 to 1/25 as compared with the conventional case. , A lateral SO that reduces parasitic capacitance
A high speed device can be realized in combination with the features of the I bipolar transistor. If the emitter-base junction is made of single crystal silicon, it is possible to suppress the occurrence of tunnel leakage current and improve the current gain. The current gain of can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の方法の原理を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the method of the present invention.

【図2】耐酸化性膜の形成方法を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a method of forming an oxidation resistant film.

【図3】実施例1の手順の前半を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the first half of the procedure of the first embodiment.

【図4】実施例1の手順の後半を発明する図である。FIG. 4 is a diagram for inventing the latter half of the procedure of the first embodiment.

【図5】実施例2のベース引出し電極を説明する図であ
る。
FIG. 5 is a diagram illustrating a base extraction electrode of Example 2;

【図6】実施例3のベース引出し電極を説明する図であ
る。
FIG. 6 is a diagram illustrating a base extraction electrode of Example 3;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…酸化シリコン基板 2…シリコン 3…シリコン酸化膜 4…パッド酸化膜 5…耐酸化性膜 6…シリコン酸化膜 1 ... Silicon oxide substrate 2 ... Silicon 3 ... Silicon oxide film 4 ... Pad oxide film 5 ... Oxidation resistant film 6 ... Silicon oxide film

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板表面の露出されたシリコン(2)の
一部の上に所定形状のシリコン酸化膜(3)を前もって
形成し、残された露出されたままのシリコン表面を薄く
酸化してパッド酸化膜(4)を形成した後に、このパッ
ド酸化膜(4)上の上記の前もって形成されたシリコン
酸化膜(3)の側壁に沿った領域のみに耐酸化性の膜
(5)を形成し、この耐酸化性膜(5)をマスクとして
酸化を行って上記パッド酸化膜(4)の領域のシリコン
を更に酸化し、次いで当該耐酸化性膜(5)だけを選択
的に除去し、更にその下のパッド酸化膜(4)を除去し
て、この耐酸化性膜の幅(W)と同等の幅を有する領域
のシリコンを露出させ、そしてこの領域にイオンを注入
する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方
法。
1. A silicon oxide film (3) having a predetermined shape is previously formed on a part of the exposed silicon (2) on the substrate surface, and the remaining exposed silicon surface is thinly oxidized. After the pad oxide film (4) is formed, the oxidation resistant film (5) is formed only on the pad oxide film (4) along the sidewall of the previously formed silicon oxide film (3). Then, oxidation is performed using the oxidation resistant film (5) as a mask to further oxidize the silicon in the region of the pad oxide film (4), and then only the oxidation resistant film (5) is selectively removed. And further removing the pad oxide film (4) thereunder to expose silicon in a region having a width (W) equivalent to that of the oxidation resistant film, and implanting ions in this region. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項2】 前記耐酸化性膜(5)がシリコン窒化膜
又はシリコン酸化窒化膜である、請求項1記載の方法。
2. The method according to claim 1, wherein the oxidation resistant film (5) is a silicon nitride film or a silicon oxynitride film.
【請求項3】 前記イオン注入された領域をラテラルバ
イポーラトランジスタのベース領域とし、そしてこのベ
ース領域の上にベース引出し用の電極を形成する工程を
更に含む、請求項1又は2記載の方法。
3. The method according to claim 1, further comprising the step of forming the ion-implanted region as a base region of a lateral bipolar transistor, and forming an electrode for extracting a base on the base region.
【請求項4】 前記ベース引出し用電極をポリシリコン
の堆積により形成する、請求項3記載の方法。
4. The method according to claim 3, wherein the base extraction electrode is formed by depositing polysilicon.
【請求項5】 前記ベース引出し用電極をシリコンのエ
ピタキシャル成長により形成する、請求項3記載の方
法。
5. The method according to claim 3, wherein the base extraction electrode is formed by epitaxial growth of silicon.
【請求項6】 前記シリコン酸化膜(3)とその側壁に
沿って形成された耐酸化性膜(5)とをマスクとして前
記パッド酸化膜(4)下のシリコンへエミッタのドーパ
ントをイオン注入し、次いで当該耐酸化性膜(5)の幅
を狭めてからパッド酸化膜(4)下のシリコンの酸化を
行う、請求項3記載の方法。
6. An emitter dopant is ion-implanted into silicon under the pad oxide film (4) by using the silicon oxide film (3) and an oxidation resistant film (5) formed along a side wall thereof as a mask. The method according to claim 3, wherein the width of the oxidation resistant film (5) is then narrowed and then the silicon under the pad oxide film (4) is oxidized.
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