JPH08102450A - 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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JPH08102450A
JPH08102450A JP26111694A JP26111694A JPH08102450A JP H08102450 A JPH08102450 A JP H08102450A JP 26111694 A JP26111694 A JP 26111694A JP 26111694 A JP26111694 A JP 26111694A JP H08102450 A JPH08102450 A JP H08102450A
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JP
Japan
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layer
polycrystalline
semiconductor device
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deposited
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JP26111694A
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English (en)
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Yutaka Okamoto
裕 岡本
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ベース取り出し電極の埋め込みコンタクトの
抵抗を十分に低減させて、高速且つ低消費電力の半導体
装置を製造する。 【構成】 堆積させた多結晶Si層15のうちでベース
としての拡散層21、24を形成すべき領域上の部分を
除去してからWSi2 層16を堆積させ、このWSi2
層16からエピタキシャル層13へ不純物を拡散させた
後、これらのWSi2 層16と多結晶Si層15とをベ
ース取り出し電極のパターンに加工する。このため、W
Si2 層16からエピタキシャル層13へ不純物を十分
に拡散させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本願の発明は、ベース取り出し電
極をポリサイド層で形成し且つ半導体基板に対して埋め
込みコンタクトさせる半導体装置の製造方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】図2は、本願の発明の一従来例で製造し
たBiMOS半導体装置のうちのバイポーラトランジス
タ部を示している。この一従来例では、P型のSi基板
11の表面にNPNバイポーラトランジスタの埋め込み
コレクタとしてのN+ 型の埋め込み層12を形成してか
ら、コレクタとしてのN型のエピタキシャル層13をS
i基板11上に成長させる。そして、素子分離領域のパ
ターンのSiO2 層14を形成し、素子活性領域の表面
にゲート酸化膜(図示せず)を形成する。
【0003】その後、MOSトランジスタ部のみをレジ
スト(図示せず)等で覆い、バイポーラトランジスタ部
のゲート酸化膜を除去して、ベースを形成すべき領域を
露出させた後、レジスト等を除去する。そして、ベース
を形成すべき領域の表面に形成された自然酸化膜(図示
せず)をライトエッチングで除去してから、多結晶Si
層15及びWSi2 層16を順次に堆積させてポリサイ
ド層17を形成する。
【0004】その後、WSi2 層16にボロンをイオン
注入し且つこのボロンをアニールで拡散させて、多結晶
Si層15をP+ 型にすると共に外部ベースとしてのP
+ 型の拡散層21をエピタキシャル層13に形成する。
この結果、拡散層21に対して多結晶Si層15が埋め
込みコンタクトされる。
【0005】その後、ポリサイド層17上にSiO2
22を堆積させ、開口23を有するベース取り出し電極
のパターンに、SiO2 層22及びポリサイド層17を
連続的にエッチングする。そして、SiO2 層22等を
マスクにして開口23からエピタキシャル層13に不純
物をイオン注入し且つアニールを行って、内部ベースと
してのP型の拡散層24を形成する。
【0006】その後、SiO2 層25を全面に堆積さ
せ、このSiO2 層25の全面をエッチバックして、S
iO2 層25から成る側壁を開口23の内側面等に自己
整合的に形成する。そして、多結晶Si層26を全面に
堆積させ、この多結晶Si層26にヒ素をイオン注入し
且つこのヒ素をアニールで拡散させて、多結晶Si層2
6をN+ 型にすると共にエミッタとしてのN型の拡散層
27をエピタキシャル層13に形成する。
【0007】その後、層間絶縁膜としてのSiO2 層3
1を堆積させ、多結晶Si層26及びポリサイド層17
に達するコンタクト孔32、33をSiO2 層31、2
2に開孔する。そして、ブランケットCVD法でコンタ
クト孔32、33をタングステン34で埋め、エミッタ
電極及びベース電極としてのAl配線35、36を形成
する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の一従
来例では、ベース取り出し電極の全体をポリサイド層1
7で形成しているので、WSi2 層16にイオン注入し
たボロンを拡散させて拡散層21を形成する際に、多結
晶Si層15によってボロンの拡散が阻害される。この
ため、拡散層21の不純物濃度を十分には高くすること
ができなくて、拡散層21に対する多結晶Si層15の
埋め込みコンタクトの抵抗を十分に低減させることがで
きず、高速且つ低消費電力の半導体装置を製造すること
が困難であった。
【0009】また、多結晶Si層15を堆積させる前
に、バイポーラトランジスタ部のベースを形成すべき領
域の表面に形成された自然酸化膜をライトエッチングで
除去しているが、このライトエッチングによって、MO
Sトランジスタ部のゲート酸化膜に損傷を与えている。
このため、信頼性の高い半導体装置を製造することも困
難であった。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1の半導体装置の
製造方法は、半導体基板11、13上に堆積させた多結
晶Si層15のうちでベース21、24を形成すべき領
域上の部分を除去する工程と、前記多結晶Si層15上
及び前記半導体基板11、13上にシリサイド層16を
堆積させる工程と、前記シリサイド層16に接している
前記半導体基板11、13へこのシリサイド層16から
不純物を拡散させる工程と、前記シリサイド層16及び
前記多結晶Si層15をベース取り出し電極のパターン
に加工する工程とを具備することを特徴としている。
【0011】請求項2の半導体装置の製造方法は、請求
項1の半導体装置の製造方法において、前記半導体基板
11、13の表面にゲート絶縁膜37を形成する工程
と、前記ゲート絶縁膜37を形成した後に、前記多結晶
Si層15を堆積させる工程と、前記堆積の後に、前記
領域における前記半導体基板11、13を露出させる工
程と、前記露出の後に、前記多結晶Si層15上及び前
記半導体基板11、13上に前記シリサイド層16を堆
積させる工程と、前記シリサイド層16及び前記多結晶
Si層15を前記ベース取り出し電極及びゲート電極の
パターンに加工する工程とを具備することを特徴として
いる。
【0012】請求項3の半導体装置の製造方法は、請求
項1または2の半導体装置の製造方法において、前記半
導体基板11、13上に堆積させた前記多結晶Si層1
5にリンを導入する工程を具備し、前記パターンのうち
の前記多結晶Si層15の面積をこのパターンの半分以
下の面積にすることを特徴としている。
【0013】
【作用】請求項1の半導体装置の製造方法では、ポリサ
イド層17でベース取り出し電極を形成しているが、ベ
ース21、24を形成すべき領域では多結晶Si層15
を除去している。このため、シリサイド層16から半導
体基板11、13へ不純物を十分に拡散させることがで
き、半導体基板11、13に対するベース取り出し電極
の埋め込みコンタクトの抵抗を十分に低減させることが
できる。
【0014】請求項2の半導体装置の製造方法では、半
導体基板11、13に対してベース取り出し電極を埋め
込みコンタクトさせるために半導体基板11、13を露
出させる時点では、ポリサイド層17のゲート電極を形
成するための多結晶Si層15をゲート絶縁膜37上に
既に形成してあるので、半導体基板11、13を露出さ
せる際にゲート絶縁膜37に損傷を与えることがない。
【0015】請求項3の半導体装置の製造方法では、多
結晶Si層15にリンを導入することによって、多結晶
Si層15とシリサイド層16との密着性を向上させた
り、ゲート電極の抵抗を低減させたりしても、ベース取
り出し電極では多結晶Si層15の面積がベース取り出
し電極全体の半分以下であるので、多結晶Si層15か
ら半導体基板11、13へリンが拡散することによるベ
ース21、24の不純物濃度の変動が少ない。
【0016】
【実施例】以下、BiMOS半導体装置の製造に適用し
た本願の発明の一実施例を、図1を参照しながら説明す
る。なお、図1に示す一実施例のうちで図2に示した一
従来例と対応する構成部分には、図2と同一の符号を付
してある。
【0017】本実施例では、図1(a)に示す様に、P
型のSi基板11の表面にNPNバイポーラトランジス
タの埋め込みコレクタとしてのN+ 型の埋め込み層12
を形成してから、コレクタとしてのN型のエピタキシャ
ル層13をSi基板11上に1.2μmの厚さに成長さ
せる。そして、厚さが400nmのSiO2 層14を素
子分離領域のパターンに形成し、MOSトランジスタの
ゲート酸化膜になるSiO2 層37を素子活性領域の表
面に形成する。
【0018】次に、図1(b)に示す様に、厚さが10
0nmの多結晶Si層15を堆積させ、POCl3 の蒸
気から多結晶Si層15へリンを熱拡散させるプレデポ
ジション法を行う。このリンのドーピングは、後にポリ
サイド層17(図1(c))を形成するWSi2 層16
と多結晶Si層15との密着性を向上させたり、MOS
トランジスタ部ではポリサイド層17としてゲート電極
の一部になる多結晶Si層15の抵抗を低減させたりす
るために行う。
【0019】その後、バイポーラトランジスタ部のベー
スを形成すべき領域上に開口を有するパターンに、多結
晶Si層15上でレジスト(図示せず)を加工する。そ
して、このレジストをマスクにしたエッチングで、多結
晶Si層15及びSiO2 層37を除去してエピタキシ
ャル層13を露出させた後、レジストを除去する。
【0020】次に、バイポーラトランジスタ部のベース
を形成すべき領域の表面に形成された自然酸化膜(図示
せず)をライトエッチングで除去してから、図1(c)
に示す様に、厚さが100nmのWSi2 層16を堆積
させて、多結晶Si層15及びWSi2 層16でポリサ
イド層17を形成する。
【0021】その後、WSi2 層16にボロンをイオン
注入し且つこのボロンをアニールで拡散させて、外部ベ
ースとしてのP+ 型の拡散層21をエピタキシャル層1
3に形成する。この結果、拡散層21に対してWSi2
層16が埋め込みコンタクトされる。
【0022】その後、厚さが200nmのSiO2 層2
2をポリサイド層17上に堆積させ、開口23を有する
ベース取り出し電極のパターンに、SiO2 層22及び
ポリサイド層17を連続的にエッチングする。なお、多
結晶Si層15の面積はベース取り出し電極全体の面積
の半分以下とする。また、この時、開口23下には多結
晶Si層15が存在していないので、その分だけエピタ
キシャル層13がオーバエッチングされて、拡散層21
も同時に除去される。
【0023】その後、SiO2 層22等をマスクにして
開口23からエピタキシャル層13に不純物をイオン注
入し且つアニールを行って、内部ベースとしてのP型の
拡散層24を形成する。そして、図1(d)に示す様
に、SiO2 層25を全面に堆積させ、このSiO2
25の全面をエッチバックして、SiO2 層25から成
る側壁を開口23の内側面等に自己整合的に形成する。
【0024】次に、図1(e)に示す様に、厚さが15
0nmの多結晶Si層26を全面に堆積させ、この多結
晶Si層26にヒ素をイオン注入し且つこのヒ素をアニ
ールで拡散させて、多結晶Si層26をN+ 型にすると
共にエミッタとしてのN型の拡散層27をエピタキシャ
ル層13に形成する。
【0025】その後、層間絶縁膜として厚さが500n
mのSiO2 層31を堆積させ、多結晶Si層26及び
ポリサイド層17に達するコンタクト孔32、33をS
iO2 層31、22に開孔する。そして、ブランケット
CVD法でコンタクト孔32、33をタングステン34
で埋め、エミッタ電極及びベース電極として厚さが50
0nmのAl配線35、36を形成する。
【0026】なお、以上の実施例はBiMOS半導体装
置の製造に本願の発明を適用したものであるが、バイポ
ーラトランジスタのみの半導体装置にも当然に本願の発
明を適用することができる。
【0027】
【発明の効果】請求項1の半導体装置の製造方法では、
半導体基板に対するベース取り出し電極の埋め込みコン
タクトの抵抗を十分に低減させることができるので、高
速且つ低消費電力の半導体装置を製造することができ
る。
【0028】請求項2の半導体装置の製造方法では、半
導体基板に対してベース取り出し電極を埋め込みコンタ
クトさせるために半導体基板を露出させる際にゲート絶
縁膜に損傷を与えることがないので、信頼性の高い半導
体装置を製造することができる。
【0029】請求項3の半導体装置の製造方法では、ベ
ース取り出し電極を構成する多結晶Si層から半導体基
板へリンが拡散することによるベースの不純物濃度の変
動が少ないので、特性の優れた半導体装置を製造するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願の発明の一実施例を工程順に示す側断面図
である。
【図2】本願の発明の一従来例で製造したバイポーラト
ランジスタの側断面図である。
【符号の説明】
11 Si基板 13 エピタキシャル層 15 多結晶Si層 16 WSi2 層 21 拡散層 24 拡散層 37 SiO2

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に堆積させた多結晶Si層
    のうちでベースを形成すべき領域上の部分を除去する工
    程と、 前記多結晶Si層上及び前記半導体基板上にシリサイド
    層を堆積させる工程と、 前記シリサイド層に接している前記半導体基板へこのシ
    リサイド層から不純物を拡散させる工程と、 前記シリサイド層及び前記多結晶Si層をベース取り出
    し電極のパターンに加工する工程とを具備することを特
    徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記半導体基板の表面にゲート絶縁膜を
    形成する工程と、 前記ゲート絶縁膜を形成した後に、前記多結晶Si層を
    堆積させる工程と、 前記堆積の後に、前記領域における前記半導体基板を露
    出させる工程と、 前記露出の後に、前記多結晶Si層上及び前記半導体基
    板上に前記シリサイド層を堆積させる工程と、 前記シリサイド層及び前記多結晶Si層を前記ベース取
    り出し電極及びゲート電極のパターンに加工する工程と
    を具備することを特徴とする請求項1記載の半導体装置
    の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記半導体基板上に堆積させた前記多結
    晶Si層にリンを導入する工程を具備し、 前記パターンのうちの前記多結晶Si層の面積をこのパ
    ターンの半分以下の面積にすることを特徴とする請求項
    1または2記載の半導体装置の製造方法。
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