JPH10256389A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
Method for manufacturing semiconductor deviceInfo
- Publication number
- JPH10256389A JPH10256389A JP9130596A JP13059697A JPH10256389A JP H10256389 A JPH10256389 A JP H10256389A JP 9130596 A JP9130596 A JP 9130596A JP 13059697 A JP13059697 A JP 13059697A JP H10256389 A JPH10256389 A JP H10256389A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- base
- collector
- region
- semiconductor device
- vertical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Bipolar Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 特性が良好な逆導電型の縦型バイポーラトラ
ンジスタと横型バイポーラトランジスタとを最小限の工
程数で製造する。
【解決手段】 縦型Tr.コレクタ14aと横型Tr.の
ベース14bとが形成された基板10上に縦型Tr.のベー
ス電極22aと横型Tr.のコレクタ電極23b及びエミッ
タ電極24bとを形成する。基板10上を絶縁膜25で覆い、
コレクタ14aに達するコンタクトホール26を形成する。
コンタクトホール26の上方及びコレクタ電極23bとエミ
ッタ電極24bとの間におけるベース14bの上方に開口部
を有するレジストパターン27を、絶縁膜25上に形成す
る。レジストパターン25をマスクに用いたイオン注入に
よって、縦型Tr.の真性ベース28a形成のための不純
物を導入し、真性ベース28aの直下に高濃度コレクタ領
域29a形成しベース14bの表面層に高濃度ベース領域30
bを形成するための不純物を導入する。
(57) Abstract: To manufacture a vertical bipolar transistor and a horizontal bipolar transistor of opposite conductivity type having good characteristics with a minimum number of steps. SOLUTION: The vertical Tr. Collector 14a and horizontal Tr. On the substrate 10 on which the base 14b of the vertical type is formed. Base electrode 22a and the horizontal Tr. Of the collector electrode 23b and the emitter electrode 24b. Cover the substrate 10 with an insulating film 25,
A contact hole 26 reaching the collector 14a is formed.
A resist pattern 27 having an opening above the contact hole 26 and above the base 14b between the collector electrode 23b and the emitter electrode 24b is formed on the insulating film 25. By ion implantation using the resist pattern 25 as a mask, the vertical Tr. An impurity for forming the intrinsic base 28a is introduced, a high concentration collector region 29a is formed immediately below the intrinsic base 28a, and the high concentration base region 30 is formed on the surface layer of the base 14b.
An impurity for forming b is introduced.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、縦型トランジスタ
とこの縦型バイポーラトランジスタと逆導電型の横型バ
イポーラトランジスタとを同一基板上に設けてなる半導
体装置の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device in which a vertical transistor and a vertical bipolar transistor and a lateral bipolar transistor of the opposite conductivity type are provided on the same substrate.
【0002】[0002]
【従来の技術】縦型のNPNバイポーラトランジスタ
(以下、縦型Tr.と記す)の交流特性の向上をはかる
ためには、ベース/コレクタ間の寄生容量を低く抑える
必要がある。このため、半導体基板上に成長させたエピ
タキシャル層で構成されるコレクタのN型不純物濃度、
すなわちエピタキシャル層のN型不純物濃度は低濃度に
設定されている。また、縦型Tr.の高電流域における
Kirk効果を抑制し、最大遮断周波数の向上を図るた
めに、真性ベース直下におけるエピタキシャル層内のコ
レクタ中にN型不純物濃度の高い高濃度コレクタ領域を
設けることも行われている。2. Description of the Related Art In order to improve the AC characteristics of a vertical NPN bipolar transistor (hereinafter referred to as a vertical Tr.), It is necessary to suppress the parasitic capacitance between the base and the collector. Therefore, the N-type impurity concentration of the collector composed of the epitaxial layer grown on the semiconductor substrate,
That is, the N-type impurity concentration of the epitaxial layer is set to a low concentration. In addition, the vertical Tr. In order to suppress the Kirk effect in a high current region and improve the maximum cutoff frequency, a high-concentration collector region having a high N-type impurity concentration is provided in the collector in the epitaxial layer immediately below the intrinsic base. .
【0003】一方、上記縦型Tr.と同一基板上に形成
される横型のPNPバイポーラトランジスタ(以下、横
型Tr.と記す)では、上述のようにN型不純物濃度が
低濃度に設定されているエピタキシャル層がベースにな
ることから比較的高いhFEが得られる。しかし、製造
工程に起因して低濃度のエピタキシャル層の表面状態が
バラツキ易くなるため、上記横型Tr.はベースの表面
状態が不安定でトランジスタ特性が変動し易かったり、
ベース電荷蓄積量(Qb)が不足し易く素子耐圧の低下
や電流容量の低下やアーリー電圧の低下が生じるといっ
た問題があった。On the other hand, the vertical Tr. Since a lateral PNP bipolar transistor (hereinafter, referred to as a lateral Tr.) Formed on the same substrate as the base is based on the epitaxial layer in which the N-type impurity concentration is set to a low concentration as described above, it is relatively High hFE is obtained. However, since the surface state of the low-concentration epitaxial layer tends to vary due to the manufacturing process, the horizontal Tr. Is unstable in the surface condition of the base and the transistor characteristics are easy to fluctuate,
There is a problem that the base charge accumulation amount (Qb) is likely to be insufficient and the element withstand voltage is reduced, the current capacity is reduced, and the Early voltage is reduced.
【0004】そこで、この横型Tr.の特性変動の抑制
及び特性の向上を図るために、エミッタとコレクタとの
間におけるベースの表面層に高濃度ベース領域を設けた
構成も考えられている。Therefore, the horizontal Tr. In order to suppress the characteristic fluctuation and improve the characteristics, a configuration in which a high-concentration base region is provided in the surface layer of the base between the emitter and the collector has been considered.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記ベース
の表面層に高濃度ベース領域を設けた構成の横型Tr.
を有する半導体装置を製造するに際しては、当該高濃度
ベース領域を形成するためのリソグラフィー工程及びイ
オン注入工程を追加する必要がある。このため、同一基
板に縦型Tr.と横型Tr.とを設けてなる半導体装置
の製造においても、製造工程数の増加を招き、製造工程
が複雑になるといった問題があった。However, a lateral Tr. Having a structure in which a high-concentration base region is provided in the surface layer of the base is used.
When manufacturing a semiconductor device having the above, it is necessary to add a lithography step and an ion implantation step for forming the high concentration base region. Therefore, the vertical Tr. And horizontal Tr. Also in the manufacture of a semiconductor device provided with the above, there is a problem that the number of manufacturing steps is increased and the manufacturing steps are complicated.
【0006】そこで、本発明は、逆導電型の縦型Tr.
と横型Tr.とを同一基板上に配置してなる半導体装置
において、縦型Tr.の特性向上を目的とした低濃度エ
ピタキシャル層を用いながらも、工程数の増加なく、安
定した良好な特性を有する横型Tr.を得ることができ
る製造方法を提供することを目的とする。Accordingly, the present invention relates to a vertical Tr.
And horizontal Tr. Are arranged on the same substrate, the vertical Tr. Although a low-concentration epitaxial layer is used to improve the characteristics of a horizontal Tr. It is an object of the present invention to provide a production method capable of obtaining the following.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の半導体装置の製造方法は、ダブルポリシリコ
ン構造の縦型Tr.とこの縦型Tr.と逆導電型の横型
Tr.とを同一基板上に形成する半導体装置の製造方法
である。すなわち、上記縦型バイポーラトランジスタの
コレクタと上記横型バイポーラトランジスタのベースと
が形成された基板上に、縦型Tr.のベース電極と横型
Tr.のコレクタ電極及びエミッタ電極とを形成した
後、この基板上を絶縁膜で覆い、上記コレクタに達する
コンタクトホールを形成する。次に、この絶縁膜上に、
コンタクトホールの上方及び上記コレクタ電極と上記エ
ミッタ電極との間における上記ベースの上方に開口部を
有するレジストパターンを形成する。その後、このレジ
ストパターンをマスクに用いたイオン注入によって、上
記コレクタの表面層に高濃度コレクタ領域を形成すると
共に上記ベースの表面層に高濃度ベース領域を形成する
ための不純物を導入する。In order to achieve the above object, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is directed to a vertical Tr. And this vertical Tr. And a lateral Tr. Is a method of manufacturing a semiconductor device in which the steps are formed on the same substrate. That is, on the substrate on which the collector of the vertical bipolar transistor and the base of the horizontal bipolar transistor are formed, the vertical Tr. Base electrode and horizontal Tr. After the collector electrode and the emitter electrode are formed, the substrate is covered with an insulating film to form a contact hole reaching the collector. Next, on this insulating film,
A resist pattern having an opening above the contact hole and above the base between the collector electrode and the emitter electrode is formed. Thereafter, an impurity for forming a high-concentration collector region in the surface layer of the collector and an impurity for forming a high-concentration base region in the surface layer of the base are introduced by ion implantation using the resist pattern as a mask.
【0008】上記製造方法においては、縦型Tr.の高
濃度コレクタ領域を、半導体基板上に成長させたエピタ
キシャル層からなるコレクタ中に形成し、横型Tr.の
高濃度ベース領域を、上記エピタキシャル層からなるベ
ース中に形成する。また、上記縦型Tr.の真性ベース
を形成する場合には、上記レジストパターンをマスクに
用いたイオン注入によって上記高濃度コレクタ領域の表
面層にこの真性ベースを形成するか、または上記コンタ
クトホールの底面における基板上に真性ベースになる半
導体層を形成する。この場合、上記エピタキシャル層を
シリコンで形成し、上記真性ベースになる半導体層をシ
リコン−ゲルマニウムで形成しても良い。In the above manufacturing method, the vertical Tr. Is formed in a collector composed of an epitaxial layer grown on a semiconductor substrate, and a horizontal Tr. Is formed in the base made of the epitaxial layer. In addition, the vertical Tr. When the intrinsic base is formed, the intrinsic base is formed on the surface layer of the high concentration collector region by ion implantation using the resist pattern as a mask, or the intrinsic base is formed on the substrate at the bottom of the contact hole. Is formed. In this case, the epitaxial layer may be formed of silicon, and the semiconductor layer serving as the intrinsic base may be formed of silicon-germanium.
【0009】上記半導体装置の製造方法では、縦型T
r.の高濃度コレクタ領域を形成するための不純物導入
と、この縦型Tr.と逆導電型の横型Tr.の高濃度ベ
ース領域を形成するための不純物導入とが、同一レジス
トパターンをマスクにしたイオン注入によって同時に行
われる。そして、縦型Tr.の真性ベースを形成する際
には、高濃度コレクタ領域の形成部上は基板が露出し、
高濃度ベース領域の形成部上は絶縁膜で覆われた状態に
なっている。このことから、上記真性ベースの形成をイ
オン注入によって行う場合には、上記絶縁膜に阻まれ
て、高濃度ベース領域の表面層に当該真性ベースを形成
するための不純物が導入されることはない。また、上記
真性ベースになる半導体層を形成する場合にも、高濃度
ベース領域の表面上には、この半導体層が形成されるこ
とはない。In the method of manufacturing a semiconductor device, the vertical T
r. Of impurities for forming a high concentration collector region of the vertical Tr. And a lateral Tr. Is simultaneously performed by ion implantation using the same resist pattern as a mask. Then, the vertical Tr. When forming the intrinsic base of the above, the substrate is exposed on the portion where the high concentration collector region is formed,
The upper portion of the high concentration base region is covered with an insulating film. For this reason, when the formation of the intrinsic base is performed by ion implantation, the impurity for forming the intrinsic base is not introduced into the surface layer of the high-concentration base region because of the inhibition of the insulating film. . Also, when the semiconductor layer serving as the intrinsic base is formed, the semiconductor layer is not formed on the surface of the high-concentration base region.
【0010】また、上記高濃度コレクタ領域は真性ベー
ス直下でかつ半導体基板上に成長させたエピタキシャル
層からなるコレクタ中に形成さる。このため、このエピ
タキシャル層を低濃度にすることで、上記高濃度コレク
タ領域を有する縦型Tr.は、ベース/コレクタ間の寄
生容量が低く抑えられ、かつ高電流域におけるKirk
効果が抑制されたものになる。また、上記高濃度ベース
領域は上記エピタキシャル層からなるベースの表面層に
形成される。このため、上記高濃度ベース領域を有する
横型Tr.は、良好なhFEを有し、しかもベース表面
における不純物濃度が高く、特性変動が抑制されたもの
になる。The high-concentration collector region is formed immediately below the intrinsic base and in a collector composed of an epitaxial layer grown on a semiconductor substrate. Therefore, by reducing the concentration of this epitaxial layer, the vertical Tr. Is designed to reduce the parasitic capacitance between the base and the collector and to reduce Kirk in a high current region.
The effect is suppressed. The high-concentration base region is formed in a surface layer of the base made of the epitaxial layer. For this reason, the lateral Tr. Has a good hFE, has a high impurity concentration on the base surface, and suppresses fluctuations in characteristics.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の半導体装置の製造
方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view showing a semiconductor device manufacturing method according to an embodiment of the present invention;
【0012】(第1実施形態)図1及び図2は、本発明
を適用した半導体装置の製造方法の一実施形態を示す図
であり、ここでは、ダブルポリシリコン構造の縦型NP
Nバイポーラトランジスタ(以下、縦型Tr.と記す)
と、横型PNPバイポーラトランジスタ(以下、横型T
r.と記す)とを同一の基板上に形成する場合を例に取
って説明を行う。(First Embodiment) FIGS. 1 and 2 are views showing one embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device to which the present invention is applied. Here, a vertical NP having a double polysilicon structure is shown.
N bipolar transistor (hereinafter referred to as vertical Tr.)
And a horizontal PNP bipolar transistor (hereinafter referred to as a horizontal TNP).
r. Are described on the same substrate as an example.
【0013】先ず、図1(1)に示すように、<111
>配向のP型シリコンからなる半導体基板11における
縦型Tr.領域11aと横型Tr.領域11bとの表面
層に、n+埋め込み層12a,12bを形成する。次
に、半導体基板11の上面にn型シリコンのエピタキシ
ャル層14を成膜する。このエピタキシャル層14は、
シート抵抗0.3Ωcm〜5.0Ωcm程度で膜厚0.
5μm〜2.5μm程度に設定する。以上によって、半
導体基板11とエピタキシャル層14とからなる基板1
0を形成する。First, as shown in FIG.
> Vertical Tr. On the semiconductor substrate 11 made of oriented P-type silicon. Region 11a and the horizontal Tr. On the surface layer with the region 11b, n + buried layers 12a and 12b are formed. Next, an n-type silicon epitaxial layer 14 is formed on the upper surface of the semiconductor substrate 11. This epitaxial layer 14
With a sheet resistance of about 0.3 Ωcm to 5.0 Ωcm and a film thickness of 0.1 Ωcm.
It is set to about 5 μm to 2.5 μm. As described above, the substrate 1 including the semiconductor substrate 11 and the epitaxial layer 14
0 is formed.
【0014】次に、図1(2)に示すように、LOCO
S法によって基板10の表面層に素子分離領域15を形
成する。そして、縦型Tr.領域11aにおけるエピタ
キシャル層14部分は縦型Tr.のコレクタ14aにな
り、横型.Tr領域11bにおけるエピタキシャル層1
4部分は横型Tr.のベース14bになる。次いで、こ
の基板10表面の平坦化を行した後、素子分離領域15
下にチャネルストップ層16を形成すると共に、縦型T
r.領域11aにおける基板10の表面層にn+埋め込
み層12aに達する取り出しコレクタ17aを形成し、
横型Tr.領域11bにおける基板10の表面層にn+
埋め込み層12bに達する取り出しベース18bを形成
する。次いで、CVD(Chemical Vapor Deposition )
法によって、酸化シリコン膜19を50〜200nm程
度の膜厚に堆積成膜する。Next, as shown in FIG.
The element isolation region 15 is formed in the surface layer of the substrate 10 by the S method. Then, the vertical Tr. The epitaxial layer 14 in the region 11a has a vertical Tr. Of the horizontal type. Epitaxial layer 1 in Tr region 11b
The four parts are horizontal Tr. Base 14b. Next, after the surface of the substrate 10 is planarized, the element isolation region 15 is formed.
A channel stop layer 16 is formed below and a vertical T
r. An extraction collector 17a reaching the n + buried layer 12a is formed in the surface layer of the substrate 10 in the region 11a,
Horizontal Tr. N + is added to the surface layer of the substrate 10 in the region 11b.
An extraction base 18b reaching the buried layer 12b is formed. Next, CVD (Chemical Vapor Deposition)
The silicon oxide film 19 is deposited to a thickness of about 50 to 200 nm by a method.
【0015】次に、図1(3)に示すように、酸化シリ
コン膜19に開口部20を形成する。この開口部20
は、縦型Tr.領域11aにおけるベース形成部分の上
方と、横型Tr.領域11bにおけるエミッタ形成部分
及びコレクタ形成部分の上方とに設ける。その後、開口
部20の底面に接続する状態で酸化シリコン膜19上に
ポリシリコン膜21を80nm〜250nm程度の膜厚
に成膜し、イオン注入によってこのポリシリコン膜21
中にP型不純物となるホウ素イオン(B+ )または二フ
ッ化ホウ素イオン(BF2 + )を導入してP型ポリシリ
コン膜21とする。次に、レジストパターン(図示省
略)をマスクに用いたドライエッチングによってP型ポ
リシリコン膜21をパターニングし、縦型Tr.のベー
ス電極22a、横型Tr.のエミッタ電極23b及び横
型Tr.のコレクタ電極24bを形成する。その後、上
記レジストパターンを除去する。Next, an opening 20 is formed in the silicon oxide film 19 as shown in FIG. This opening 20
Is a vertical Tr. Region 11a above the base forming portion and the horizontal Tr. It is provided above the emitter forming portion and the collector forming portion in the region 11b. Thereafter, a polysilicon film 21 having a thickness of about 80 nm to 250 nm is formed on the silicon oxide film 19 in a state of being connected to the bottom of the opening 20, and the polysilicon film 21 is ion-implanted.
A P-type polysilicon film 21 is formed by introducing boron ions (B + ) or boron difluoride ions (BF 2 + ) serving as P-type impurities therein. Next, the P-type polysilicon film 21 is patterned by dry etching using a resist pattern (not shown) as a mask. Base electrode 22a, horizontal Tr. Emitter electrode 23b and the horizontal Tr. Is formed. After that, the resist pattern is removed.
【0016】次に、図1(4)に示すように、上記各電
極22a,23b,24bを覆う状態で絶縁膜25を成
膜する。この絶縁膜25は、例えばCVD法によって2
00nm〜500nm程度の膜厚で堆積成膜した酸化シ
リコンからなる。次に、レジストパターン(図示省略)
をマスクに用いて絶縁膜25及びベース電極22aをエ
ッチングし、縦型Tr.領域11aの真性ベース形成部
分にコンタクトホール26を設ける。その後、上記レジ
ストパターンを除去する。Next, as shown in FIG. 1 (4), an insulating film 25 is formed so as to cover the electrodes 22a, 23b and 24b. This insulating film 25 is formed by, for example, CVD method.
It is made of silicon oxide deposited and formed to a thickness of about 00 nm to 500 nm. Next, a resist pattern (not shown)
Is used as a mask to etch the insulating film 25 and the base electrode 22a. A contact hole 26 is provided in the region where the intrinsic base is formed. After that, the resist pattern is removed.
【0017】そして、次の図1(5)に示す工程が、本
発明の特徴的な工程になる。すなわち、上記コンタクト
ホール26の上方と、横型Tr.領域11bにおけるエ
ミッタ電極23bとコレクタ電極24bとの間における
ベース14bの上方とを開口するレジストパターン27
を絶縁膜25上に形成する。The following step shown in FIG. 1 (5) is a characteristic step of the present invention. That is, the upper side of the contact hole 26 and the horizontal Tr. A resist pattern 27 opening above base 14b between emitter electrode 23b and collector electrode 24b in region 11b.
Is formed on the insulating film 25.
【0018】その後、このレジストパターン27をマス
クに用いたイオン注入によって、縦型Tr.領域11a
における基板10の表面層に真性ベース28aを形成す
るためのP型不純物を導入する。ここでは、基板10上
に形成される縦型Tr.のベースの浅接合化のために、
低エネルギーでのイオン注入を行うこととする。一例と
しては、二フッ化ホウ素イオン(BF2 + )を5keV
〜50keV程度の注入エネルギーで、1012個/cm
2 〜3×1014個/cm2 程度導入する。このため、横
型Tr.領域11bでは、絶縁膜25及び酸化シリコン
膜19に阻まれて、上記P型不純物が基板10中に導入
されることはない。Thereafter, ion implantation is performed using this resist pattern 27 as a mask to form a vertical Tr. Area 11a
A P-type impurity for forming the intrinsic base 28a is introduced into the surface layer of the substrate 10 in FIG. Here, the vertical Tr. In order to make the base shallower,
It is assumed that ion implantation with low energy is performed. As an example, boron difluoride ion (BF 2 + ) is 5 keV
With an implantation energy of about 50 keV, 10 12 / cm
About 2 to 3 × 10 14 particles / cm 2 are introduced. For this reason, the horizontal Tr. In the region 11b, the P-type impurity is not introduced into the substrate 10 because it is blocked by the insulating film 25 and the silicon oxide film 19.
【0019】またさらに、上記レジストパターン27を
マスクに用いたイオン注入によって、縦型Tr.領域1
1aに高濃度コレクタ領域29aを形成し、横型Tr.
領域11bに高濃度ベース領域30bを形成するための
N型不純物を同時に導入する。上記高濃度コレクタ領域
29aは、縦型Tr.のKirk効果を抑制するための
不純物領域である。また、高濃度ベース領域30bは、
横型Tr.の特性の安定化及び向上を図るための不純物
領域である。Further, the vertical Tr. Is formed by ion implantation using the resist pattern 27 as a mask. Area 1
1a, a high-concentration collector region 29a is formed.
An N-type impurity for forming the high concentration base region 30b is simultaneously introduced into the region 11b. The high-concentration collector region 29a has a vertical Tr. Is an impurity region for suppressing the Kirk effect. The high concentration base region 30b is
Horizontal Tr. Impurity region for stabilizing and improving the characteristics of the semiconductor device.
【0020】ここでは、高濃度コレクタ領域29aが真
性ベース28aの直下に配置され、高濃度ベース領域3
0bが基板10の表面層に配置される程度のエネルギー
でイオン注入を行うこととする。一例としては、リンイ
オン(P+ )を200keV〜400keV程度の注入
エネルギーで、1×1012個/cm2 〜5×1013個/
cm2 程度導入する。Here, the high-concentration collector region 29a is disposed immediately below the intrinsic base 28a,
It is assumed that ion implantation is performed at such an energy that Ob is disposed on the surface layer of the substrate 10. As an example, phosphorus ions (P + ) are implanted at a dose of about 200 keV to 400 keV, and 1 × 10 12 ions / cm 2 to 5 × 10 13 ions / cm 2.
Introduce about 2 cm 2 .
【0021】次に、レジストパターン27を除去した
後、図2(1)に示すように縦型Tr.領域11aのコ
ンタクトホール26内にサイドウォール31を形成す
る。このサイドウォール31は、例えばCVD法によっ
て0.4μm〜1.0μm程度の膜厚に成膜した酸化シ
リコン膜を、RIE(Reactive Ion Etching) によって
全面エッチバックすることによって形成する。その後、
コンタクトホール26の内壁を覆う状態で基板10の上
方にN型ポリシリコン膜32を形成する。このN型ポリ
シリコン膜32は、例えばヒ素やリン等のN型不純物を
含有するポリシリコン膜を成膜するか、または不純物を
含有しないポリシリコン膜を成膜した後にこのポリシリ
コン膜にN型不純物を導入することによって形成しても
良い。Next, after removing the resist pattern 27, as shown in FIG. A sidewall 31 is formed in the contact hole 26 in the region 11a. The sidewalls 31 are formed by, for example, etching back a silicon oxide film formed to a thickness of about 0.4 μm to 1.0 μm by CVD using RIE (Reactive Ion Etching). afterwards,
An N-type polysilicon film 32 is formed above the substrate 10 so as to cover the inner wall of the contact hole 26. The N-type polysilicon film 32 is formed by forming a polysilicon film containing an N-type impurity such as arsenic or phosphorus, or forming a polysilicon film containing no impurity, and then forming an N-type polysilicon film on the polysilicon film. It may be formed by introducing impurities.
【0022】次に、CVD法によって、N型ポリシリコ
ン膜32上に100nm〜500nm程度の膜厚の酸化
シリコン膜(図示省略)を成膜した後、700℃〜12
00℃程度の熱処理を5秒〜2時間行う。これによっ
て、N型ポリシリコン膜32から基板10の表面層にN
型不純物を拡散させて、縦型Tr.領域11aにおける
真性ベース28aの表面層にエミッタ33aを形成す
る。さらに、P型ポリシリコンからなるベース電極22
a,エミッタ電極23b及びコレクタ電極24bから基
板10の表面層にP型不純物を拡散させ、縦型Tr.領
域11aにブラフトベース34aを形成し、横型Tr.
領域11bにエミッタ35b及びコレクタ36bを形成
する。尚、上記酸化シリコン膜は、N型ポリシリコン膜
32中の不純物の上方への拡散を防止する層になる。Next, a silicon oxide film (not shown) having a thickness of about 100 nm to 500 nm is formed on the N-type polysilicon film 32 by the CVD method.
A heat treatment at about 00 ° C. is performed for 5 seconds to 2 hours. As a result, the N-type polysilicon film 32
Type impurities are diffused to form a vertical Tr. An emitter 33a is formed on the surface layer of the intrinsic base 28a in the region 11a. Further, a base electrode 22 made of P-type polysilicon is formed.
a, a P-type impurity is diffused from the emitter electrode 23b and the collector electrode 24b to the surface layer of the substrate 10, and the vertical Tr. A braft base 34a is formed in the region 11a, and a horizontal Tr.
An emitter 35b and a collector 36b are formed in the region 11b. The silicon oxide film serves as a layer for preventing impurities in the N-type polysilicon film 32 from diffusing upward.
【0023】次に、図2(2)に示すように、上記酸化
シリコン膜を除去した後、レジストパターンをマスクに
用いたエッチングによって、縦型Tr.領域11aにN
型ポリシリコン膜32からなるエミッタ電極37aを形
成する。その後、さらに異なるレジストパターンをマス
クに用いたエッチングによって、絶縁膜25や酸化シリ
コン膜19にコンタクトホール38を形成する。このコ
ンタクトホール38は、縦型Tr.領域11aのベース
電極22a,取り出しコレクタ17a,横型Tr.領域
11bの取り出しベース18b,エミッタ電極23b及
びコレクタ電極24bにそれぞれ達する状態で設けられ
る。Next, as shown in FIG. 2B, after removing the silicon oxide film, the vertical Tr. Is removed by etching using a resist pattern as a mask. N in area 11a
An emitter electrode 37a made of the mold polysilicon film 32 is formed. Thereafter, a contact hole 38 is formed in the insulating film 25 and the silicon oxide film 19 by etching using a different resist pattern as a mask. This contact hole 38 has a vertical Tr. Region 11a, the base electrode 22a, the take-out collector 17a, and the horizontal Tr. It is provided so as to reach the extraction base 18b, the emitter electrode 23b, and the collector electrode 24b of the region 11b.
【0024】次に、図2(3)に示すように、上記各コ
ンタクトホール38の底部や縦型Tr.領域11aのエ
ミッタ電極37aに接続する配線39を形成する。この
配線39は、バリアメタル及びアルミニウム系材料をス
パッタ成膜し、この膜をエッチング加工することによっ
て形成する。尚、ここでは図示を省略するが、以後の工
程は多層配線工程になる。Next, as shown in FIG. 2C, the bottom of each contact hole 38 and the vertical Tr. A wiring 39 connected to the emitter electrode 37a in the region 11a is formed. The wiring 39 is formed by forming a barrier metal and an aluminum-based material by sputtering and etching the film. Although illustration is omitted here, the subsequent steps are multilayer wiring steps.
【0025】上記のようにして形成された半導体装置1
は、縦型Tr.1aと横型Tr.1bとが同一基板10
に設けられたものになる。そして、縦型Tr.1aのK
irk効果を抑制するための高濃度コレクタ領域29a
と、横型Tr.1bの特性の安定化及び向上を図るため
の高濃度ベース領域30bとを形成するための不純物
は、同一のイオン注入にて基板10中に導入される。こ
のため、高濃度コレクタ領域29aと高濃度ベース領域
30bとを形成するための不純物の導入工程を個別に設
けることなく半導体装置1が製造される。The semiconductor device 1 formed as described above
Is a vertical Tr. 1a and horizontal Tr. 1b is the same substrate 10
It will be provided in. Then, the vertical Tr. K of 1a
High concentration collector region 29a for suppressing irk effect
And a horizontal Tr. Impurities for forming the high-concentration base region 30b for stabilizing and improving the characteristics of 1b are introduced into the substrate 10 by the same ion implantation. Therefore, the semiconductor device 1 is manufactured without separately providing an impurity introduction step for forming the high concentration collector region 29a and the high concentration base region 30b.
【0026】(第2実施形態)図3及び図4は、本発明
を適用した半導体装置の製造方法の他の実施形態を示す
図であり、ここでは、ダブルポリシリコン構造の縦型N
PNヘテロ接合バイポーラトランジスタ(以下、縦型T
r.と記す)と、横型PNPバイポーラトランジスタ
(以下、横型Tr.と記す)とを同一の基板上に形成す
る場合を例に取って説明を行う。(Second Embodiment) FIGS. 3 and 4 are views showing another embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device to which the present invention is applied. In this embodiment, a vertical N-type semiconductor device having a double polysilicon structure is shown.
PN heterojunction bipolar transistor (hereinafter referred to as vertical T
r. And a lateral PNP bipolar transistor (hereinafter, referred to as a lateral Tr.) Formed on the same substrate.
【0027】先ず、上記第1実施形態で図1(1)〜図
1(4)を用いて説明した工程を同様に行う。ただし、
半導体基板11には、<100>配向のP型シリコン基
板を用いることとする。その後、図3(1)に示す工程
を、上記第1実施形態で図1(5)を用いて説明したと
同様に行い、レジストパターン27をマスクに用いたイ
オン注入によって、縦型Tr.領域11aに高濃度コレ
クタ領域29aを形成し横型Tr.領域11bに高濃度
ベース領域30bを形成するためのN型不純物を同時に
導入する。上記高濃度コレクタ領域29aは、縦型T
r.のKirk効果を抑制するための不純物領域であ
る。また、高濃度ベース領域30bは、横型Tr.の特
性の安定化及び向上を図るための不純物領域である。First, the steps described in the first embodiment with reference to FIGS. 1A to 1D are performed in the same manner. However,
As the semiconductor substrate 11, a <100> -oriented P-type silicon substrate is used. Thereafter, the process shown in FIG. 3A is performed in the same manner as described in the first embodiment with reference to FIG. 1F, and ion implantation using the resist pattern 27 as a mask causes the vertical Tr. A high concentration collector region 29a is formed in the region 11a to form a horizontal Tr. An N-type impurity for forming the high concentration base region 30b is simultaneously introduced into the region 11b. The high concentration collector region 29a has a vertical T
r. Is an impurity region for suppressing the Kirk effect. The high-concentration base region 30b has a horizontal Tr. Impurity region for stabilizing and improving the characteristics of the semiconductor device.
【0028】次に、図3(2)に示すように、レジスト
パターン(27)を除去した後、上記イオン注入でコン
タクトホール26底面の基板10表面が受けたダメージ
を回復させ、かつ、基板10中に導入された不純物を活
性化させるための熱処理を行う。次に、基板10及びP
型ポリシリコン膜21の露出表面を十分に清浄化した
後、選択エピタキシャル成長によってこの露出表面上
(すなわち高濃度コレクタ領域29a上)に縦型Tr.
の真性ベース50aになるシリコン−ゲルマニウム層を
成長させる。これによって、縦型Tr.領域11aに、
シリコンとシリコン−ゲルマニウムとのヘテロ接合を形
成する。この際、シリコン−ゲルマニウム層が縦型T
r.の真性ベース50aとなるように、当該シリコン−
ゲルニウム層中の不純物プロファイルを選択することと
する。Next, as shown in FIG. 3B, after the resist pattern (27) is removed, the damage caused on the surface of the substrate 10 at the bottom surface of the contact hole 26 by the ion implantation is recovered, and A heat treatment for activating the impurities introduced therein is performed. Next, the substrate 10 and P
After sufficiently exposing the exposed surface of the polysilicon film 21, the vertical Tr. Is formed on the exposed surface (that is, on the high concentration collector region 29 a) by selective epitaxial growth.
Of a silicon-germanium layer to be the intrinsic base 50a of FIG. Thereby, the vertical Tr. In the area 11a,
A heterojunction between silicon and silicon-germanium is formed. At this time, the silicon-germanium layer is
r. So that the intrinsic base 50a of the silicon
An impurity profile in the germanium layer is selected.
【0029】次に、図3(3)に示す工程を、上記第1
実施形態で図2(1)を用いて説明したと同様に行うこ
とによって、コンタクトホール26の側壁にサイドウォ
ール31を形成し、さらにN型ポリシリコン膜32を成
膜してシリコン−ゲルマニウム層からなる真性ベース5
0aの表面層にエミッタ33aを形成する。またさら
に、縦型Tr.領域11aにはグラフトベース34aを
形成し、横型Tr.領域11bにはエミッタ35b及び
コレクタ36bを形成する。Next, the step shown in FIG.
In the same manner as described with reference to FIG. 2A in the embodiment, a sidewall 31 is formed on the side wall of the contact hole 26, and an N-type polysilicon film 32 is further formed to form a silicon-germanium layer. Intrinsic base 5
An emitter 33a is formed on the surface layer 0a. Further, the vertical Tr. A graft base 34a is formed in the region 11a, and the horizontal Tr. An emitter 35b and a collector 36b are formed in the region 11b.
【0030】次に、図3(4)に示す工程を、上記第1
実施形態で図2(2)を用いて説明したと同様に行うこ
とによって、縦型Tr.領域11aにはN型ポリシリコ
ン膜32からなるエミッタ電極37aを形成し、絶縁膜
25にコンタクトホール38を形成する。Next, the step shown in FIG.
By performing the same operation as described with reference to FIG. 2B in the embodiment, the vertical Tr. An emitter electrode 37a made of an N-type polysilicon film 32 is formed in the region 11a, and a contact hole 38 is formed in the insulating film 25.
【0031】その後、図4に示す工程を、上記第1実施
形態で図2(3)を用いて説明したと同様に行うことに
よって、配線39を形成する。尚、以後の工程は多層配
線工程になる。Thereafter, the wiring 39 is formed by performing the step shown in FIG. 4 in the same manner as described in the first embodiment with reference to FIG. The subsequent steps are multilayer wiring steps.
【0032】上記のようにして形成された半導体装置5
は、ヘテロ接合の縦型Tr.5aと横型Tr.1bとが
同一基板10に設けられたものになる。そして、上記第
1実施形態と同様に、縦型Tr.5aのKirk効果を
抑制するための高濃度コレクタ領域29aと、横型T
r.1bの特性の安定化及び向上を図るための高濃度ベ
ース領域30bとを形成するための不純物は、同一のイ
オン注入にて基板10中に導入される。このため、高濃
度コレクタ領域29aと高濃度ベース領域30bとを形
成するための不純物の導入工程を個別に設けることなく
半導体装置5が製造される。The semiconductor device 5 formed as described above
Is a heterojunction vertical Tr. 5a and horizontal Tr. 1b is provided on the same substrate 10. Then, similarly to the first embodiment, the vertical Tr. A high concentration collector region 29a for suppressing the Kirk effect of
r. Impurities for forming the high-concentration base region 30b for stabilizing and improving the characteristics of 1b are introduced into the substrate 10 by the same ion implantation. Therefore, the semiconductor device 5 is manufactured without separately providing an impurity introduction step for forming the high-concentration collector region 29a and the high-concentration base region 30b.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体装置
の製造方法によれば、縦型Tr.のKirk効果抑制を
目的とする高濃度コレクタ領域を形成するための不純物
導入と、この縦型Tr.と逆導電型の横型Tr.の特性
の安定化及び向上を目的とする高濃度ベース領域を形成
するための不純物導入とを同一工程で行うことで、工程
数の増加を抑えて特性の良好な半導体装置を製造するこ
とが可能になる。As described above, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the vertical Tr. Of impurities for forming a high-concentration collector region for suppressing the Kirk effect of the vertical Tr. And a lateral Tr. Impurity introduction for forming a high concentration base region for the purpose of stabilizing and improving the characteristics of the semiconductor device is performed in the same process, so that an increase in the number of processes can be suppressed and a semiconductor device having good characteristics can be manufactured. become.
【図1】本発明の第1実施形態を説明するための製造工
程図(その1)である。FIG. 1 is a manufacturing process diagram (part 1) for describing a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1実施形態を説明するための製造工
程図(その2)である。FIG. 2 is a manufacturing process diagram (part 2) for explaining the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第2実施形態を説明するための製造工
程図(その1)である。FIG. 3 is a manufacturing process diagram (part 1) for describing a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第2実施形態を説明するための製造工
程図(その2)である。FIG. 4 is a manufacturing process diagram (part 2) for explaining the second embodiment of the present invention.
1,5 半導体装置 1a,5a 縦型Tr.(縦型バイポーラトランジス
タ) 1b 横型Tr.(横型バイポーラトランジスタ) 10 基板 14 エピタキシャル層 14a コ
レクタ 14b ベース 22a ベース電極 23b エ
ミッタ電極 24b コレクタ電極 25 絶縁膜 26 コン
タクトホール 27 レジストパターン 28a,50a 真性ベー
ス 29a 高濃度コレクタ領域 30b 高濃度ベース
領域1,5 Semiconductor device 1a, 5a Vertical Tr. (Vertical Bipolar Transistor) 1b Horizontal Tr. (Lateral bipolar transistor) 10 substrate 14 epitaxial layer 14a collector 14b base 22a base electrode 23b emitter electrode 24b collector electrode 25 insulating film 26 contact hole 27 resist pattern 28a, 50a intrinsic base 29a high concentration collector region 30b high concentration base region
Claims (5)
ラトランジスタとこの縦型バイポーラトランジスタと逆
導電型の横型バイポーラトランジスタとを同一基板に形
成する半導体装置の製造方法において、 前記縦型バイポーラトランジスタのコレクタと前記横型
バイポーラトランジスタのベースとが形成された基板上
に当該縦型バイポーラトランジスタのベース電極と当該
横型バイポーラトランジスタのコレクタ電極及びエミッ
タ電極とを形成した後、当該基板上を絶縁膜で覆い、当
該ベース電極と当該絶縁膜とに前記コレクタに達するコ
ンタクトホールを形成する工程と、 前記コンタクトホールの上方及び前記コレクタ電極と前
記エミッタ電極との間における前記ベースの上方に開口
部を有するレジストパターンを、前記絶縁膜上に形成す
る工程と、 前記レジストパターンをマスクに用いたイオン注入によ
って、前記コレクタの表面層に高濃度コレクタ領域を形
成すると共に前記ベースの表面層に高濃度ベース領域を
形成するための不純物を導入する工程と、 を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。1. A method of manufacturing a semiconductor device in which a vertical bipolar transistor having a double polysilicon structure and a horizontal bipolar transistor having the opposite conductivity type to the vertical bipolar transistor are formed on the same substrate, wherein a collector of the vertical bipolar transistor is provided. After forming a base electrode of the vertical bipolar transistor and a collector electrode and an emitter electrode of the horizontal bipolar transistor on a substrate on which the base of the horizontal bipolar transistor is formed, the substrate is covered with an insulating film, and the base is covered. Forming a contact hole reaching the collector in the electrode and the insulating film; and forming a resist pattern having an opening above the base above the contact hole and between the collector electrode and the emitter electrode. Formed on insulating film Forming a high concentration collector region in the surface layer of the collector and introducing impurities for forming a high concentration base region in the surface layer of the base by ion implantation using the resist pattern as a mask. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
おいて、 前記高濃度コレクタ領域は、半導体基板上に成長させた
エピタキシャル層からなる前記コレクタ中に形成され、 前記高濃度ベース領域は、前記エピタキシャル層からな
る前記ベース中に形成されることを特徴とする半導体装
置の製造方法。2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the high concentration collector region is formed in the collector formed of an epitaxial layer grown on a semiconductor substrate, and wherein the high concentration base region is A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the semiconductor device is formed in the base made of an epitaxial layer.
おいて、 前記レジストパターンをマスクに用いたイオン注入によ
って、前記高濃度コレクタ領域の表面層に前記縦型バイ
ポーラトランジスタの真性ベースを形成するための不純
物を導入する工程を行うことを特徴とする半導体装置の
製造方法。3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein the intrinsic base of the vertical bipolar transistor is formed in a surface layer of the high concentration collector region by ion implantation using the resist pattern as a mask. A method of manufacturing a semiconductor device, the method comprising the step of introducing impurities.
おいて、 前記コンタクトホールの底面における前記基板の表面上
に前記縦型バイポーラトランジスタの真性ベースになる
半導体層を形成する工程を行うことを特徴とする半導体
装置の製造方法。4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein a step of forming a semiconductor layer serving as an intrinsic base of the vertical bipolar transistor on a surface of the substrate at a bottom surface of the contact hole is performed. Manufacturing method of a semiconductor device.
おいて、 前記エピタキシャル層はシリコンからなり、 前記真性ベースになる半導体層はシリコン−ゲルマニウ
ムからなることを特徴とする半導体装置の製造方法。5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein said epitaxial layer is made of silicon, and said semiconductor layer serving as an intrinsic base is made of silicon-germanium.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9130596A JPH10256389A (en) | 1997-01-13 | 1997-05-21 | Method for manufacturing semiconductor device |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP344497 | 1997-01-13 | ||
| JP9-3444 | 1997-01-13 | ||
| JP9130596A JPH10256389A (en) | 1997-01-13 | 1997-05-21 | Method for manufacturing semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10256389A true JPH10256389A (en) | 1998-09-25 |
Family
ID=26337018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9130596A Pending JPH10256389A (en) | 1997-01-13 | 1997-05-21 | Method for manufacturing semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10256389A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100346822B1 (en) * | 2000-10-12 | 2002-08-03 | 페어차일드코리아반도체 주식회사 | A method for fabrication of semiconductor devices comprising bipolar transistor and resistors |
| US6876060B2 (en) | 2002-03-28 | 2005-04-05 | Renesas Technology Corp. | Complimentary bipolar transistor |
-
1997
- 1997-05-21 JP JP9130596A patent/JPH10256389A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100346822B1 (en) * | 2000-10-12 | 2002-08-03 | 페어차일드코리아반도체 주식회사 | A method for fabrication of semiconductor devices comprising bipolar transistor and resistors |
| US6876060B2 (en) | 2002-03-28 | 2005-04-05 | Renesas Technology Corp. | Complimentary bipolar transistor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6838348B2 (en) | Integrated process for high voltage and high performance silicon-on-insulator bipolar devices | |
| EP0137906A1 (en) | Method for fabricating vertical NPN and lateral PNP transistors in the same semiconductor body | |
| KR101228367B1 (en) | Bipolar transistor and method for fabricating the same | |
| US20030080394A1 (en) | Control of dopant diffusion from polysilicon emitters in bipolar integrated circuits | |
| EP0233202B1 (en) | Fabricating a semiconductor device with buried oxide | |
| JPH0646638B2 (en) | Vertical bipolar transistor and method of manufacturing the same | |
| KR0128339B1 (en) | Bipolar Transistor Manufacturing Method Using CMOS Technology | |
| US6699741B1 (en) | Single poly bipolar transistor and method that uses a selectively epitaxially grown highly-boron-doped silicon layer as a diffusion source for an extrinsic base region | |
| US5198376A (en) | Method of forming high performance lateral PNP transistor with buried base contact | |
| US20200357796A1 (en) | Heterojunction bipolar transistors having bases with different elevations | |
| JPH10189789A (en) | Bipolar transistors and capacitors | |
| JP2000058665A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| US6774455B2 (en) | Semiconductor device with a collector contact in a depressed well-region | |
| KR100245813B1 (en) | Self-aligned type double polysilicon bipolar transistor and the manufacturing method thereof | |
| JPH07142419A (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| US6806159B2 (en) | Method for manufacturing a semiconductor device with sinker contact region | |
| US20030049909A1 (en) | Manufacturing method of a semiconductor device having a polysilicon electrode | |
| EP0718891B1 (en) | High performance, high voltage non-epi bipolar transistor | |
| US5453387A (en) | Fabrication method of semiconductor device with neighboring n- and p-type regions | |
| KR0166069B1 (en) | Semiconductor device | |
| US7164186B2 (en) | Structure of semiconductor device with sinker contact region | |
| JP3977201B2 (en) | Semiconductor device | |
| JPH10289961A (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JP3052347B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| KR940007452B1 (en) | Manufacturing Method of Semiconductor Device |