JPS5867060A - 半導体集積回路装置の製造方法 - Google Patents

半導体集積回路装置の製造方法

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JPS5867060A
JPS5867060A JP56165690A JP16569081A JPS5867060A JP S5867060 A JPS5867060 A JP S5867060A JP 56165690 A JP56165690 A JP 56165690A JP 16569081 A JP16569081 A JP 16569081A JP S5867060 A JPS5867060 A JP S5867060A
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JP
Japan
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film
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polycrystalline silicon
resist
conductive
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JP56165690A
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Mineo Shimizu
清水 峰夫
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Oki Electric Industry Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D48/00Individual devices not covered by groups H10D1/00 - H10D44/00
    • H10D48/30Devices controlled by electric currents or voltages
    • H10D48/32Devices controlled by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H10D48/34Bipolar devices
    • H10D48/345Bipolar transistors having ohmic electrodes on emitter-like, base-like, and collector-like regions

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  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)

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】 この発明は、バイボー2塵の半導体集積回路装置の製造
方法に関するものである。
半導体集積回路装置の製造において素子面積を縮小させ
ることは、集積密度の向上のみならず、寄生容量の低減
化による高速動作を可能にする。
素子面積の縮小、なかでもベース面積の縮小のため、現
在、最も実用的な従来のバイポーラ型半導体集積回路装
置の製造方法の一例を第1図に示している。
まず、第1図(4)に示すようにPWシリコン基板1に
N十堀込層2を形成した後、前記シリコン基板1上KN
型エピタキシヤル層3を形成する。
次に、エピタキシャル層3の選択された表面に、熱成長
シリコン酸化膜4と窒化シリコン膜5からなる選択酸化
のためのマスク層6を形成する。そして、表面に窒化シ
リコン膜5を有しないエピタキシャル層3をエツチング
してW#7を形成する。
ここで、溝7の深さは、次の酸化工程において溝部に酸
化膜が体積が増大して形成されても、基板表面がほぼ平
坦となるように設定される。
次に、第1図(4)に示す基板を酸化処理すると、第1
図(6)のように分離酸化膜8が形成され、マスク層6
の下に、エピタキシャル層3からなるコレクタ領域s”
、s”が形成される。
次に、第1図(Qに示すように、マスク層6を除去し九
後、コレクタ領域31にコレクタ抵抗低減量ON+領域
(ディープコレクタ領域)9を形成して塩込層2と結合
させ、さらにコレクタ領域3′にベース抵抗低減用のP
+領域(サイドベース領域)10を形成する。
次に、第1図0に示すように、コレクタ領域31にベー
ス領域11を形成する。
次に、第1図(至)に示すように、ベース領域11にエ
ミッタ領域14を形成する。しかる後、フォラシュアウ
トを行うことによシ、同第1図(ト)に示すように、エ
ミッタおよびコレクタのコンタクト穴13.12を形成
する。
そして、次に、第1図いに示すようにベースのコンタク
ト穴を形成した後、配線金属からなる電極15,16.
17を形成する。
このような製造方法において、ペース面積の縮小化は、
第2図に示すaとbとblの総和で制限される。
aは電極15と16との間隔であ如、リソグラフィ最小
寸法で決定され、従来のホトリソグラフィでは2μが限
度である。
一方、b 、 b’は電極15.16とその間の酸化膜
18との重な夛量である。
クト穴とエミッタコンタクト穴を各々独立のマスク工程
で形成するため、酸化膜180幅が設計値からずれる懸
念がある。したがって、電極15および16を確実にベ
ースおよびエミッタコンタクト穴に被せるには、電極の
合せずれに加えて前記ベースとエミッタ各コンタクト穴
の合せずれを考慮した余裕を設定しなければならない。
すなわち、bおよびblの値は1度のマスク合せ工程の
余裕よシも大きな値、たとえば2μを必要とする。
したがって、従来の製造方法では、bおよびb’の値の
増大によって、ペース面積の縮小化に限界があった。
この発明は上記の点に鑑みなされたもので、コンタクト
同士のずれを考慮する必要がなく、したがって最終的に
必lI表合せ余裕を大幅に減じることができるので、ペ
ース面積、ひいては素子面積の大幅な縮小を図ることが
できる半導体集積回路装置の製造方法を提供することを
目的とする。
以下この発明の実施例を図面を参照して説明する。第3
図はこの発明の実施例としてNPN型トランジスタを形
成する場合を示す図である。この実施例においては、分
離酸化膜を形成するまでは従来と同一工程をとる。そこ
で、分離酸化膜形成工程までは、ここでは説明を割愛す
ることにし、第3図囚に分離酸化膜形成工程終了後の状
態を示す。第3図囚においては、101がP−シリコン
基板、102が一理込層、103が分離酸化膜、104
’、104”がNWiエピタキシャル層からなるコレク
タ領域、105がシリコン酸化膜、106が窒化シリ;
ン膜である。
分離酸化膜103の形成を終了したならば、窒化シリコ
ン膜106およびシリコン酸化膜105を除去した後、
基体を酸化する。次に、公知の方法で第3図CB)に示
すようにディープコレクタ領域107をコレクタ領域1
04″に形成する。さらに、分離領域以外に残っている
表面酸化膜をすべて除去した後、表面全体にノンドニプ
ボリシリコン(多結晶シリコン膜)108を育成する。
そして、このポリシリコン108上にホトレジスト10
9によりパターンを形成して、それをマスクとしてポリ
シリコン108に選択的にボロンイオン(第1導電型の
不純物)を注入する。
次に、ホトレジスト109を除去した後、第3図(Qに
示すように、ポリシリコン108上に窒化膜111を育
成してそのバターニングを行い、さらにこの窒化膜11
1をマスクとして選択酸化処理を行う。これにより、窒
化膜111によりマスクされた部分以外のポリシリコン
108が酸化膜112に変換されるので、ポリシリコン
108は第1のポリシリコン(第1の多結晶シリボン領
域)113、第2のポリシリコン(第2の多結晶シリ3
の多結晶シリジン領域)115の各々に分割される。ま
た、同時にポリシリコン108からボロンが拡散するの
で、コレクタ領域104′中にベース領域110が形成
される。なお、前記第1のポリシリコン113は前記ベ
ース領域110上の一部に位置する。一方、第2のポリ
シリコン114はベース領域110上の他部に位置し、
第3のポリシリコン115は既に形成されているディー
プコレクタ領域107上に位置する。
次に、第1のポリシリコン113上の窒化膜111を除
去した後、この第1のポリシリコン113中にボロンイ
オンを注入することによシ、第1のポリシリコン113
をサイドベースとしての高濃度余りシリコン層とする。
しかる後、酸化処理を施すことによシ、第3図0に示す
ように、第1のポリシリコン1130表面に酸化膜11
6を形成する。この時、同時に、第1のポリシリコン1
13からのボロンイオンの拡散によシ、ベース領域11
0中には高濃度層117が形成される。
次に、第2のポリシリコン114および第3のポリシリ
コン115上の窒化膜111をマスク合せ無しで熱リン
酸などに浸すことにより除去した後、ヒ素イオン(t4
2導電型の不純物)を第2のポリシリコン114および
第3のポリシリコン115に注入する。そして、酸化処
理を施すことにより、前記ヒ素イオン′の拡散によって
第3図(ト)に示すようにエミッタ領域118をベース
領域110に形成すると同時に、第2および第3のポリ
シリコン114,115上に酸化膜119を形成する。
次に、光が照射された箇所が溶融するポジ屋レジスト1
20を第3図■に示すように酸化膜の全表面(酸化膜1
12,116.119上)に塗布し、その上に金属膜1
21を付着させる。そして、前記第1ないし第3のポリ
シリコン113 、114゜115に接続される予定の
導電配線パターンの逆パターン状に前記金属膜121を
形成する3、第3図(ト)においては、パターン化され
た後の金属膜121が図示されている。
しかる後、金属膜121をマスクとしてレジスト120
に紫外線を照射して、このレジスト120を露光する。
この時、光の回シ込みにより金属膜121端部直下のレ
ジスト120も露光される。
次に、レジスト120の現偉を行う。すると、レジメ)
12Gは、前記光の回シ込みの影響によシ、前記導電配
線パターンの逆ノくターン(金属膜121が対応する)
よシも少し小さめのI(ターンに形成される。このパタ
ーン化後の状態が第3図OK示されている。。
次に、レジスト120をマスクにして露出している部分
の酸化膜112,116,119を除去することにより
、第3図頓に示すようにベース開口部122、エイツタ
開口部123、およびコレクタ開口部124を各々自己
整合で形成する。
次に、全面に導電膜、たとえばアルミニウムを付着させ
る。この時、レジスト120上の金属膜121の端がヒ
サシを形成しているため、付着導電膜が容易に段切れを
起こし、第3図(I)に示すように、配線パターン状の
導電膜126とそれの逆パターンの導電膜127とに分
離できる。
次に、レジスト120を溶解させる物質たとえば発煙硝
酸に浸す。これにょシ、レジス)120を除去し、同時
にその上に付着されている金属膜121および導電膜1
27を除去する一方、第3図(J)K示すように導電膜
126を配線パターン状に残す。ここで、導電膜126
は、前記ベース、エミッタ、コレクタ開口部122 、
123 、124を形成した際の、酸化膜を部分的に除
去することによる溝125に部分的に埋め込まれた形で
形成される。
以上のような実施例によれば、ベース、エミッタおよび
コレクタの各々のコンタクトの位置定めが、窒化膜11
1をマスクにしてポリシリコン108を選択酸化する工
程(第3図(Q)のみで行える。したがって、各々のコ
ンタクト同士のずれを考慮する必要がなく、最終的に必
要な合せ余裕を大幅に減じることができるので、ベース
面積、ひいては素子面積の大幅な縮小を図ることができ
る。
また、配線としての導電膜126は、酸化膜を部分的に
除去することによる溝125に部分的に埋め込んだ形で
形成される。したがって、表面に生じる段差は埋め込ま
ない場合と比較して小さくなシ、配線が2層あるいは3
層におよぶ場合には段切れに関して有利となる。
さらに、実施例では、エミッタ不純物としてヒ素を用い
ることが可能となる。すなわち、一般に、トランジスタ
の遮断周波数を高めるためには、エミッタ不純物にヒ素
を用いることが有効な手段である。ヒ素を用いる場合は
、その蒸気圧が高くて工さツタ拡散中に外方拡散する割
合が多いため、それを抑えるためにエミッタ表面に適当
な厚さの酸化膜を形成する必要がある。前記実施例によ
れば、エンツタ拡散の際、エミッタ上に相当厚の酸化膜
119が同時に形成され、この酸化膜119でヒ素の外
方拡散を防止できる。したがって、エイツタ不純物にヒ
素を用いて、トランジスタの遮断周波数を高めることが
可能となる。
なお、実施例では、紫外線を用いてポジ型レジスト12
0を露光したが、紫外線以外の光を利用することもでき
る。
また、不純物としてボロンおよびヒ素を用いたが、この
発明ではその他の不純物を用いることもできる。
以上詳述したように、この発明の製造方法においては、
第3図(6)以後に示した実施例で説明したような工程
(へだし、前記のように不純物の種類、光の種類は実施
例に限定されない)を経てバイポーラ型の半導体集積回
路装置を製造することにより、ベース面積、ひいては素
子面積の大幅な縮小を図ることができるとともに、多層
配線に好都合な構成とし得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のバイポーラ歴半導体集積回路装置の製造
方法の一例を示す断面図、第2図は従来の方法による装
置の一部を取出して示す断面図、第3図はこの発明によ
る半導体集積回路装置の製造方法の実施例を示す断面図
である。 101・・・P−シリコン基板、103・・・分離酸化
膜、1’04’、 1 G 4”・・・コレクタ領域、
107・・・ディープコレクタ領域、108・・・ノン
ドープポリシリコン、110・・・ベース領域、111
・・・窒化膜、112・・・酸化膜、113・・・第1
のポリシリコン、114・・・第2のポリシリコン、1
15・・・第3のポリシリコン、116・・・酸化膜、
117・・・高濃度層、118・・・エミッタ領域、1
19・・・酸化膜、120・・・ポジ型レジスト、12
1・・・金属膜、122・・・ベース開口部、123・
・・エミッタ開口部、124・・・コレクタ開口部。 特許出願人  沖電気工業株式会社 第3図 第3図 手続補正書 昭和57年4月7日 特許庁長官島田春樹 殿 1、事件の表示 昭和56年 特許  願第 165690  号2、発
明の名称 半導体集積回路装置Oa!遣方法 3、補正をする者 事件との関係     特 詐 出願人(029)沖電
気工業株式会社 4、代理人 5、補正命令の日付  昭和  年  月  日(自発
)6、補正の対象 明細書O発tsowmtk*明の欄 、7.補正の内容 別紙の通り 7、 補正の内容 1)明細書3頁14行「熱成長・・・・・・膜5から」
を「熱成長シリコン酸化膜(以下酸化膜と記す)4と窒
化シリコンM(以下窒化膜と記す)5から」と訂正する
。 2)同3頁16行「シリコン」を削除する。 3)同6頁18′行「シリコン」を削除する。 4)同6頁19行「シリコン」を削除する。 5)同7頁1行[化シリコン・・・・・・酸化膜105
Jを「化膜106および酸化膜105」と訂正する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. シリコン基体の第1の表面に多結晶シリコン膜を形成し
    て、これに選択的に第1導電臘の不純物を注入した後、
    窒化膜をマスクとして前記多結晶シリコン膜を選択酸化
    することにより、前記第1導電型の不純物の拡散で同時
    にシリコン基体中に形成されるベース領域上の一部に第
    1の多結晶シリコン領域を、またベース領域上の他部に
    第2の多結晶シリコン領域を、さらKtiシリコン基体
    中のコレクタ領域上に第3の多結^シリコン領域を形成
    する工程と、前記第1の多結晶シリ;ン領域上の窒化膜
    を除去して、その第1の多結晶シリコン領域中に第1導
    電盟の不純物を注入することによシサイドベース領域を
    形成する工程と、前記第2、第3の多結晶シリコン領域
    上の窒化膜を除去した後、その第2、第3の多結晶シリ
    コン領域中に前記第1導電型とは逆の182導電重の不
    一物を注入し、熱処理を加えることKよシ、ペース領域
    内にエミッタ領域を形成すると同時にシリコン基体の全
    表mK酸化膜を形成する工程と、この酸化膜O全表面に
    ポジ型のレジストを塗布した後、金属膜を付着形成し、
    その金属膜を、前記第1、第2および第3の多結晶シリ
    コン領域と接続される予定の導電配線の逆パターン状に
    形成し、その上でシリコン基体全表面に光を照射し、前
    記ポジ製レジストの光が照射された領域を除去すること
    により、前記導電配線の逆パターン状にレジストを残す
    工程と、その残存レジストをマスクとして前記酸化膜の
    露出した領域を除去する工程と、前記シリコン基体の表
    面に導電膜を付着形成する工程と、前記配線パターンの
    逆パターン状に形成されている前記レジスト、このレジ
    スト上の前記金属膜、およびこの金属膜上の前記導電膜
    を同時に除去し、前記導電′膜を前記配線パターン状に
    残す工程とを真備することを特徴とする半導体集積回路
    装置の製造方法。
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Citations (6)

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