JPS607773A - 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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JPS607773A
JPS607773A JP58116390A JP11639083A JPS607773A JP S607773 A JPS607773 A JP S607773A JP 58116390 A JP58116390 A JP 58116390A JP 11639083 A JP11639083 A JP 11639083A JP S607773 A JPS607773 A JP S607773A
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JP
Japan
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film
region
emitter
insulating film
contact window
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JP58116390A
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English (en)
Inventor
Takeshi Tsubata
武 鍔田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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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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  • Bipolar Transistors (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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、バイポーラトランジスタのエミッタ形成方法
を改良した半心体装誼の製造方法に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
一般にマイク負波トランジスタの高周波4′!性を向上
させる為には、エミッタ・ベース間距し−1やエミツタ
幅の短縮化をはがル、エミッタ・ペース接合深さを浅く
する事が必要である。エミッタ・ペース間距離の短縮化
には、従来エミッタ・コンタクト窓とペース・コンタク
ト窓の相対的な位置をマスク合せ技術で形成していたも
のをセルファライン(自己整合)方式により形成するこ
とが、又、浅いエミッタ・ペース接合を均一よく形成す
る為には、エミッタ領域及びペース領域をイオン注入法
にょシ形成する事が近年多く行なわれている。
以下l・ランジスタの従来の製造方法を第1図より第3
図−までの工程断面図を用いて説明する。
第1図乃至第3図は、従来のマイクロ波NPN型バイポ
ーラトランジスタの製造工程を示す断IIn図であり、
第1図はイオン注入法によるP型ベース領域を形成後に
、エミッタ・コンタクト窓及びペース・コンタクト窓の
シリコン窒化膜(5t3N4)を除去したN壓半導体基
板の断面図である。第2図は、エミッタ・コンタクト窓
のシリコン酸化1(sto2)を除去し、砒素イオンの
イオン注入工程の断面図である。第3図はペース・コン
タクト窓のシリコン酸化膜(Sin2)を除去し、エミ
ッタ電極及びペース電極を形成した断面図である。
まず第1図において、N型半導体基板1上にシリコン酸
化膜(S102)3を熱酸化法により1000Xの厚さ
に成長させる。その後、図示しないがそのシリコン酸化
膜(bio2) J上に、ホトレジスト膜を被着し、写
真蝕刻法により、そノホトレジスト膜を所定の・ぐター
ンに形成スる。
その後、そのノやターニングされたホトレジスト膜をマ
スクにN型半導体基板1に、P壓イオンとなる、例えば
ボロン(B+)のイオン注入を行い、P型ベース領域2
を形成する。そのP i’Jベース領域2は、アニール
を行い活性化さぜる。
次にシリコン窒化膜(813N4)4をシリコン酸化膜
(5102) 3上に気相成長法により例えば1000
Xの厚さに成長させる。その後、丙び写真蝕刻法により
第1図のごとくエミッタ・コンタクト窓6、ベース・コ
ンタクト窓7となる位置のホトレジスト膜5をセルファ
ライン方式の為に同時に開孔する。その後、パターニン
グされたホトレジスト膜5をマスク導、周知のプラズマ
・エツチング法により、シリコン窒化膜(813N4)
4をエツチングする。その後、図示しないが、ホトレジ
スト膜を被着し、エミッタ・コンタクト窓6のみをノや
ターニングにより開孔する。その後、第2図に示すよう
に、エミッタ・コンタクト窓6のシリコン酸化膜(51
02) Jを弗酸系エツチング液例えば弗化アンモニウ
ム(NH,F)によりエツチングする。しかる後、シリ
コン酸化膜(8102) 3とシリコン窒化膜(5i3
N4) 4をマスクにP型ベース領域2にN壓イオンと
なる例えば砒素イオン(As” ) 8を、例えば加速
エネルギー50 keV 、ドーズ量3×1015cr
n−2の条件でイオン注入を行Vh 、N fJJJエ
ミッタ領域9を形成する。このN型エミッタ領域9は1
000℃数十分のアニールにより活性化させる。次に図
示しないが、写真蝕刻法によりベース・コンタクト窓7
のみを開孔する。次いで周知の真空蒸冴法によシ、N型
半導体基板1上に例えば、白金を、例えば300Xの厚
さに被着する。その後、500℃士数分のアニールニよ
シ白金シリザイドのオーミック・コンタクト層をエミッ
タ・コンタクト窓6とベース・コンタクト窓7のN型半
導体基板1上に形成する。
その後、第3図のごとくN型半導体基板1上に、チタン
・白金・金を順次真空蒸着法により被着し、写真蝕刻法
によりエミッタ電極10及びペース電極1ノを形成する
さて、ここで第3図のN 、H2エミッタ領域9に注目
すると、ベース領域と反対6 fli ’jLIIとな
る拡散源から拡散によりエミッタ領域を形成する場合に
は、横方向拡散距離は深さ方間の拡散距離に対して、拡
4+される濃度にもよるが、それは7割から8割である
。それに対し、イオン注入法によりエミッタ領域を形成
した場合には、横方向不純物製度広が9は、前記に比べ
小さい。
その為にシリコン窒化#4のエミッタ・コンタクト窓6
の開孔幅に対し、エミッタ領域9の横方向不純物濃度分
布の幅が、同等が、わずかに広いだけにすぎず、電極形
成工程において、第3図のエミッタ・ペース妬絡点12
ケ生じやすくなる為、エミッタ・コンタクト窓数の多い
マイク四波出力トランジスタ等においては、素子特性の
不安定、あるいは素子歩留υを著しく低下させる原因に
なっている。結局、従来の方法テハ、シリコン窒([(
813N4)のパシベーション効果を上げるため、シリ
コン窒化膜(Si2H4)厚を太きくシ、かつベース幅
のコントロールを正確にするため、工Sワタ接合深さを
浅く、即ち、砒素イオン注入エネルギーを小さくする傾
向にあった。このため、シリコン窒化膜(813N4)
が砒素イオン注入のマスクとなっていた。
〔発明の目的〕
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、エミッ
タ・ペース短絡点の発生を抑え、素子特性の安定化と、
歩留りを改善する半導体装置の製造方法を提供すること
を目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は、ペース領域を有する半導体基板表面上に、第
1の絶縁膜としてシリコン酸化膜、第2の絶縁膜として
シリコン窒化膜を順次着層形成し、このシリコン窒化膜
の厚さを薄く形成し、イオン注入する不純物イオンとし
ての砒素イオンが前記シリコン窒化膜を通過し、エミッ
タ・コンタクト′窓のシリコン窒化膜のひさし状部分下
のペース領域を反対導電凰にせしめるようエミッタ領域
を形成する事を特徴とする半導体装置の製造方法である
〔発明の実施例〕
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
第4図乃至第6図は、本発明実施例によるマイクロ波N
PN型バイポーラトランジスタの製造工程を示す断面図
である。第4図は、イオン注入法によるP型ベース領域
を形成後に、エミ。
り・コンタクト窓及びペース・コンタクト窓のシリコン
窒化膜(813N4 )を除去したN型半導体基板の断
面図である。第5図は、エミッタ・コンタクト窓のシリ
コン酸化k (s! 02 )を除去し、砒素イオンの
イオン注入を行う工程の断面図である。第6図は、ペー
ス・コンタクト窓のシリコン酸化膜を除去し、エミッタ
電極及びペース電極を形成した断面図である。
第4図において、N型半導体基板1上にシリコン酸化膜
(SiO□)3を熱酸化法により、例えば、1500X
の厚さに成長させる。この厚さは後述する、例えは、砒
素イオン(As+)を例えば、エネルギー100 ke
V 、ドーズ量3X10 cmのイオン注入条件に対し
て十分なマスクとなるようにする。その後、図示しない
が、シリコン酸化1に! (bx02)s上に、ホトレ
ジスト膜を被着し、写真蝕刻法により、そのホトレジス
ト膜を所定のノやターンに形成する。次にそのパターニ
ングされたホトレノス)Illをマスクに、N型半導体
基板1に、P型イオンとなる、例えばボロンイオン(B
+)を、例えば、加速エネルギー60 keV 、ドー
ズ基1.5X10z の条件で、イオン注入を行い、P
型ベース領域2を形成する。そのP型ベース領域2ば、
900℃、30分のアニールを行い、活性化させる。次
にシリコン酸化膜(S102)3上に、シリコン窒化膜
(S13N4)4を気相成長法により、例えば500X
の厚さに成長させる。この厚さは、後述する砒素イオン
(As+)のイオン注入条件に対して、十分砒素イオン
(As+)が通過するようにする。
その後、写真蝕刻法により第4図のごとくエミッタ・コ
ンタクト窓6及びペース・コンタクト窓7となる位置の
ホトレジスト膜5をセルファライン方式の為に同時に開
孔する。その後、そのパターニングされたホトレジスト
換5をマスクに周知のプラズマ・エツチング法によりシ
リコン窒化膜(bxsN4 ) 4をエツチングする。
その後、図示しないが、ホトレジスト膜を塗布し、エミ
ッタ・コンタクト窓6のみのホトレジスト膜を開孔する
。この時の開口部は、シリコン窒化BX (5i3N4
) 4が、エツチングのマスクとなる為に、エミッタ・
コンタクト窓6より、いく分広くてよい。その後、エミ
ッタ・コンタクト窓6のシリコンa化1換(5102)
 、9を弗酸系エツチング法、例えば、弗化アンモニウ
ム(NH4F)によりエツチングする。この時i<1第
5図の如く、シリコン酸化膜(8102) 3のエミッ
タ・コンタクト窓6の開孔部に対して、シリコン窒化膜
(5t3N4) 4の開孔部がひさし状の構造となる様
オーバーエツチングする。その後、P型ベース領域2に
、N型イオンとなる、例えば砒素イオン(As+) 8
を、例えば、加速エネルギー100 keV 、ドーズ
Q 3 X 10”’cm−20奈件で、イオン注入を
行い、N型エミッタ領域9を形成する。そのN型エミッ
タ領域9は、1000℃、数十分のアニールによ)活性
化させる。その後、図示しないが、ペース・コンタクト
窓7のみ、レジスト膜を開孔する。この時の開孔部は、
前述した理由により、ペース・コンタクト窓7よりいく
分広くてよい。その後、弗酸系エツチング液、例えば、
弗化アンモニウム(NI(4F)によシ、エツチングす
る。次いで、周知の真空蒸着法によシ、N型半導体基板
1上に、例えば白金を例えば300Xの厚さに被着し、
500℃。
15分のアニールによシ白金シリサイドのオーミック・
コンタクト層を、エミッタ・コンタクト窓6とペース・
コンタクト窓7ON型半導体基板1上に形成する。その
後、第6図のごとく、N型半導体基板1上にチタン・白
金・金を順次真空蒸着法によ多形成し、エミッタ電極1
0及びペース電極1ノを形成する。
従来、エミッタ・コンタクト窓6の周辺部にエミッタ・
ペース接合領域が倉出して電極形成工程によシ、第3図
のエミッタ・ペース短絡点12が発生していたが、本発
明で(は、第6図のごとく、エミッタ・コンタクト窓6
のO・さし状のシリコン窒化膜4の直下に、エミッタ領
域が形成され、電極形成工程にさいて、ひさし状のシリ
コン窒化膜4の直下に金属が被着しても、エミッタ・ベ
ース短絡点は発生ぜず、素子特性の安定化と素子歩留り
を改善することができる。
尚、前記した例に限らず、ペース領域及びエミッタ領域
を形成する為の不純物イオンの種類、イオン注入の加速
エネルギ°−、ドーズ量の糸外、更に、基板表面上の第
1絶縁膜及び第2絶縁膜の’IM顛と厚さ、電極材料は
、’fh n’f 請求の範囲内において選択され、集
積回路等にも応用できることは勿論である。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によりば、半2n体基板上に形
成される第1の絶縁膜上の第2の絶縁膜の厚さを薄く形
成し、不純物イオンがその第2の絶縁膜を通過し、エミ
ッタ・コンタクト窓の第2の絶縁膜のひさし状部分下の
ペース領域を反対導電&にぜしめるよう、エミッタ領域
を ゛形成することにより、エミッタ・コンタクト窓の
ひさし状の第2の絶縁膜の直下にエミッタ領域が形成さ
れ、電極形成工程において、ひさし状の第2の絶縁膜の
直下に、金属が被矯しても、エミッタ・ベース短絡点は
発生せず、素子特性の安定化と素子歩留υを改善するこ
とができる半導体装置の製造方法を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は、従来の半導体装置の製造方法を示す
断面図、第4図〜第6図は、本発明の一実施例を示す断
面図である。 1・・・Nu半心体基板、2・・・P型ベース領域、3
・・・シリコン酸化膜(S102)、4・・・シリコン
窒化膜(81,N4) 、s・・・ホトレジスト膜、6
・・・エミ、、り・コンタクト窓、7・・・ペース・コ
ンタクト窓、8・・・砒素イオン(As”)、9・・・
N型エミッタ領域、10・・・エミッタ電極、11・・
・ペース電極、12・・・エミッタ・ペース炉m 点。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ペース領域を有する半導体基板表面上に第1の絶縁膜を
    形成する工程と、この第1の絶縁膜上に第2の絶縁膜を
    形成する工程と、この第2の絶縁膜の開孔窓をマスクに
    前記第1の絶縁膜をサイドエッチをする程度にエツチン
    グすることにより前記第1の絶縁膜に対し前記第2の絶
    縁膜の開孔窓端部が、ひさし状となる構造を有するエミ
    ッタ領域形成用窓を前記ペース領域上に開孔する工程と
    、前記第1の絶縁膜単体では十分なマスクとなるが前記
    第2の絶縁膜単体ではマスクとならずに前記ペース領域
    が反対導電型となるように、前記半導体基板中へ不純物
    をイオン注入して前記第2の絶縁膜の前記ひさし状部分
    直下にあたる前記ペース領域が反対導電型となるようエ
    ミッタ領域を形成する工程と、前記ペース領域上にペー
    ス・コンタクト窓を開孔する工程と、前記半導体:!l
    !:板上にエミッタ電極及びペース電極を形成する工程
    とを具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP58116390A 1983-06-28 1983-06-28 半導体装置の製造方法 Pending JPS607773A (ja)

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