JPS6112371B2 - - Google Patents

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JPS6112371B2
JPS6112371B2 JP51110810A JP11081076A JPS6112371B2 JP S6112371 B2 JPS6112371 B2 JP S6112371B2 JP 51110810 A JP51110810 A JP 51110810A JP 11081076 A JP11081076 A JP 11081076A JP S6112371 B2 JPS6112371 B2 JP S6112371B2
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JP
Japan
Prior art keywords
oxide film
semiconductor region
conductivity type
forming
window hole
Prior art date
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JP51110810A
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Japanese (ja)
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JPS5336472A (en
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Isao Sakamoto
Yasutake Kuki
Akira Muramatsu
Kazuo Hoya
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は半導体装置の製造法に関し、主とし
てバイポーラICを対象とする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and is mainly directed to bipolar ICs.

従来より、プレーナ技術等により半導体基板の
一主面にベース拡散、エミツタデポ拡散を行つて
バイポーラICを製造する際に、通常リンを使用
するエミツタデポ、拡散により生じるリンを含む
シリコン酸化膜(POCl3+SiO2:オキシ塩化リン
+二酸化シリコン、通称リンガラス)をそのまま
パシベーシヨン(表面保護)膜として使用してい
る。このリンガラスは外部より侵入する水分中の
ナトリウム等の金属イオンから半導体表面接合を
防御するのに有効であるために用いられる。
Conventionally, when manufacturing bipolar ICs by performing base diffusion and emitter deposition diffusion on one main surface of a semiconductor substrate using planar technology, etc., the emitter deposition that usually uses phosphorus, and the silicon oxide film (POCl 3 +SiO 2 : Phosphorus oxychloride + silicon dioxide (commonly known as phosphorus glass) is used as it is as a passivation (surface protection) film. This phosphorus glass is used because it is effective in protecting semiconductor surface junctions from metal ions such as sodium in moisture that invade from the outside.

しかし、上記従来技術によれば下記のような欠
点が生じ易い。以下、第11図を用いてその欠点
を説明する。
However, the above-mentioned conventional technology tends to have the following drawbacks. Hereinafter, the drawbacks will be explained using FIG. 11.

エミツタデポ、拡散によつて生じるリンガラス
層10の不純物(リン)濃度は高い。そして、上
記リンガラス層10を通してホトエツチングによ
りコンタクト窓開(コンタクトホトエツチング)
を行う際にリンガラス層のエツチング速度(フツ
酸+フ化アンモニアでリンガラス層の場合が7000
〜8000Å/分、一方、熱酸化膜(SiO2膜)の場
合が約1200Å/分)が大きい。このことからコン
タクト窓の「ニジミ」(いわゆるサイドエツチと
称するリンガラス層の横方向異常エツチング)を
生じ、コンタクト窓の精度がわるくなる。
The concentration of impurities (phosphorus) in the phosphorus glass layer 10 caused by emitter deposition and diffusion is high. Then, a contact window is opened by photoetching through the phosphor glass layer 10 (contact photoetching).
When performing etching, the etching rate of the phosphorus glass layer (7000
~8000 Å/min, while the thermal oxide film (SiO 2 film) has a larger rate of about 1200 Å/min). This causes "bleeding" of the contact window (abnormal lateral etching of the phosphor glass layer, so-called side etching), and the precision of the contact window deteriorates.

ベース部分7およびエミツタ部分8上に形成さ
れてい保護膜の膜厚が異なることから、このコン
タクトホトエツチングの段階で厚いベース部分上
の酸化膜5とその上のリンガラス層10を選択エ
ツチすると同時にエミツタ部分上のリンガラス層
10をエツチングした場合、ベースコンタクト窓
がベース領域を露出するよう完全にあくまでにエ
ミツタ部分のリンガラス層10がオーバーエツチ
されることになる。このために半導体装置の微細
化は困難になる。
Since the protective films formed on the base portion 7 and the emitter portion 8 have different thicknesses, the oxide film 5 on the thick base portion and the phosphor glass layer 10 thereon are selectively etched at the same time in this contact photoetching step. If the phosphor glass layer 10 on the emitter portion is etched, the phosphor glass layer 10 on the emitter portion will be completely overetched so that the base contact window exposes the base region. This makes it difficult to miniaturize semiconductor devices.

本発明の目的は半導体装置の製造法において、
コンタクト窓の微細加工及び精密加工を可能とす
ること、及びそれにより歩留り向上及び信頼性の
ある製品を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device.
The object of the present invention is to enable microfabrication and precision machining of contact windows, thereby improving yields and providing reliable products.

上記目的を達成するための本発明の基本的な構
成を図面に記入された符号を参照し、説明する。
The basic structure of the present invention for achieving the above object will be explained with reference to the symbols written in the drawings.

本発明によれば、第1導電型(P型)を示す半
導体領域7表面に形成された酸化膜5に第1の窓
孔(We)を形成する工程、該第1の窓孔(We)
を通して該第1導電型半導体領域7内に不純物を
導入し、第1導電型(P型)と反対の第2導電型
(n型)を示す半導体領域8を選択的に形成する
工程、第2導電型半導体領域8形成時に酸化膜5
上に形成されたガラス層10を除去する工程、該
第1導電型半導体領域7を露出するように該酸化
膜5を選択的に除去し、該第1の窓孔(We)と
異なる位置に第2の窓孔(Wb1)を形成する行
程、該第1の窓孔(We;We1)内の第2導電型半
導体領域8表面および該第2の窓孔(Wb1)内の
第1導電型半導体領域表面7上に新たな酸化膜5
e,5bを形成する工程、リンシンケート・ガラ
ス膜12を上記酸化膜5および該新たな酸化膜5
e,5b上に形成する工程、しかる後該第1、第
2の窓孔(We1,Wb1)内に形成された該リンシ
リケート・ガラス膜12および新たな酸化膜5
e,5bを除去し、第2導電型半導体領域8およ
び第1導電型半導体領域7のコンタクト用窓孔
(We2,Wb2)を形成する工程とより成るものであ
る。
According to the present invention, the step of forming the first window hole (We) in the oxide film 5 formed on the surface of the semiconductor region 7 exhibiting the first conductivity type (P type), the step of forming the first window hole (We)
a second step of introducing impurities into the first conductivity type semiconductor region 7 through the step of selectively forming a semiconductor region 8 having a second conductivity type (n type) opposite to the first conductivity type (P type); The oxide film 5 is removed when the conductive semiconductor region 8 is formed.
In the step of removing the glass layer 10 formed thereon, the oxide film 5 is selectively removed so as to expose the first conductivity type semiconductor region 7, and the oxide film 5 is removed at a position different from the first window hole (We). In the process of forming the second window hole (Wb 1 ), the surface of the second conductive type semiconductor region 8 in the first window hole (We; We 1 ) and the second conductive type semiconductor region 8 in the second window hole (Wb 1 ) are A new oxide film 5 is formed on the surface 7 of the 1-conductivity type semiconductor region.
In the step of forming phosphorus sintered glass film 12, the oxide film 5 and the new oxide film 5 are formed.
e, 5b, and then the phosphosilicate glass film 12 and the new oxide film 5 formed in the first and second window holes (We 1 , Wb 1 ).
This step consists of the steps of removing the contact holes (We 2 , Wb 2 ) of the second conductive type semiconductor region 8 and the first conductive type semiconductor region 7 by removing the contact holes (We 2 , Wb 2 ).

すなわち、本発明は上述から明らかなように、
リンシリケート・ガラス膜の形成に先立つて各半
導体領域に対する予備のコンタクト用窓孔を形成
し、かつその窓孔内に新たな酸化膜を形成してお
くものである。
That is, as is clear from the above, the present invention
Prior to forming the phosphosilicate glass film, a preliminary contact window hole is formed for each semiconductor region, and a new oxide film is formed in the window hole.

本発明はこのような構成、すなわち予備のコン
タクト用窓孔形成によつて、互いに異なる導電型
半導体領域のためのコンタクト用窓孔形成の条件
をそろえ、酸化膜厚差によるリンシリケート・ガ
ラス膜のオーバエツチを防止したものである。ま
た、その窓孔内に新たな酸化膜を形成しておくこ
とによつてリンシリケート・ガラス中に含まれる
リン不純物が半導体領域内に拡散しないようにし
たのである。
The present invention uses such a configuration, that is, the preliminary formation of contact windows, to align the conditions for forming contact windows for semiconductor regions of different conductivity types, and to prevent the formation of phosphosilicate glass films due to differences in oxide film thickness. This prevents over-etching. Furthermore, by forming a new oxide film within the window hole, phosphorus impurities contained in the phosphosilicate glass were prevented from diffusing into the semiconductor region.

以下実施例にそつて本発明を具体的に説明す
る。第1図乃至第8図はバイポーラICにおいて
npnトランジスタを形成する場合に本発明を適用
した場合の実施例を製造工程にそつて図示したも
のである。
The present invention will be specifically described below with reference to Examples. Figures 1 to 8 are for bipolar ICs.
1 is a diagram illustrating an embodiment in which the present invention is applied to form an npn transistor along the manufacturing process.

(1) バイポーラICの一般的製造法を用いて、p
(型)シリコン基板1上にn+埋込層2及びp+
離領域用埋込層3を拡散した上にn-エピタキ
シヤル層4を成長させる(第1図)。
(1) Using the general manufacturing method of bipolar IC, p
(type) On a silicon substrate 1, an n + buried layer 2 and a p + buried layer 3 for isolation region are diffused, and then an n - epitaxial layer 4 is grown (FIG. 1).

(2) 表面酸化膜5の一部をマスクとしてB(ボロ
ン)拡散を行い、p+分離領域6を形成すると
ともにPベース領域7を形成する(第2図)。
(2) Using part of the surface oxide film 5 as a mask, B (boron) is diffused to form a p + isolation region 6 and a P base region 7 (FIG. 2).

(3) ホトエツチング技術によりエミツタ及びコレ
クタの一部を窓開して窓孔We,Wcを設け、こ
れら窓孔よりP(リン)をPベース領域7およ
びn-エピタキシヤル層内にデポジツトし、そ
してn+エミツタ領域8及びn+コレクタ領域9
を拡散形成する。
(3) Parts of the emitter and collector are opened using photoetching technology to form window holes We and Wc, and P (phosphorus) is deposited into the P base region 7 and the n - epitaxial layer through these windows, and n + emitter region 8 and n + collector region 9
Diffusion forms.

この拡散により形成された領域8,9表面お
よび酸化膜5表面にリンガラス層10が生成さ
れる(第3図)。
A phosphorus glass layer 10 is produced on the surfaces of regions 8 and 9 and the oxide film 5 formed by this diffusion (FIG. 3).

(4) 前記工程で形成されたリンガラス層をエツチ
ングして除去し、エミツタ領域8およびコレク
タ領域9を露出する(第4図)。
(4) The phosphor glass layer formed in the above step is removed by etching to expose the emitter region 8 and collector region 9 (FIG. 4).

(5) エミツタ・ベース及びコレクタ取出し部のコ
ンタクト部を第1回のコンタクトホトエツチン
グにより窓開し、酸化膜5に対して窓孔We1
Wb1,Wc1を形成する。このとき、後の工程8
で行うコンタクトホトエツチングの開孔寸法と
同じ又はそれより広めに形成する(第5図)。
(5) The contact parts of the emitter base and the collector extraction part are opened by the first contact photoetching, and a window hole We 1 is formed in the oxide film 5.
Forms Wb 1 and Wc 1 . At this time, the subsequent step 8
The opening size is the same as or wider than the opening size of the contact photoetching performed in (Fig. 5).

(6) ライト酸化を行つてコンタクト部表面に薄い
(300〜1000Å)ライト酸化膜5e,5b,5c
を形成する(第6図)。
(6) Light oxidation is performed to form thin (300 to 1000 Å) light oxide films 5e, 5b, 5c on the contact surface.
(Figure 6).

(7) 全面にCVD―PSG(気相化学沈積によるリ
ン・シリケート・ガラス例えばSiH4+O2
PH3)層12を約1μmの厚さに形成し、この
あと940℃で約10分焼きしめを行う(第7図)。
(7) CVD-PSG (phosphorus silicate glass by vapor phase chemical deposition e.g. SiH 4 + O 2 +
PH 3 ) layer 12 is formed to a thickness of about 1 μm, and then baked at 940° C. for about 10 minutes (FIG. 7).

(8) 前記の工程5で広めに形成したコンタクト窓
上の薄い酸化膜に対し、ベース、エミツタ、コ
レクタのコンタクト部に対し2回目のコンタク
トホトエツチングし、窓孔We2,Wb2,Wc2
形成する(第8図)。なお第10図を参照し、
e1,b1,c1は第1回のコンタクトホトの穴径、
e2,b2,c2は第2回のコンタクトホトの穴径で
ある。
(8) For the thin oxide film on the contact window that was formed wide in step 5, a second contact photoetching process is performed on the base, emitter, and collector contact areas to form window holes We 2 , Wb 2 , and Wc 2 . (Figure 8). Furthermore, with reference to Figure 10,
e 1 , b 1 , c 1 are the hole diameters of the first contact photo,
e 2 , b 2 , and c 2 are the hole diameters of the second contact photo.

(9) 全面にアルミニウムを蒸着した後、所定の配
線パターンに従つてアルミニウムの不要部をホ
トエツチングして各領域にコンタクトする配線
(電極)を形成し、ICを完成する(第9図)。
(9) After depositing aluminum on the entire surface, unnecessary parts of the aluminum are photo-etched according to a predetermined wiring pattern to form wiring (electrodes) that contact each area, and the IC is completed (Figure 9).

以上実施例で述べた発明によれば、下記の理由
で前記目的を達成でき、かつ諸効果が得られる。
According to the invention described in the embodiments above, the above object can be achieved and various effects can be obtained for the following reasons.

エミツタデポ、拡散で生成されるリンガラスを
全て除去し、第1図のコンタクトホトエツチで酸
化膜を前もつてエツチングでとる、すなわち予備
のコンタクト用窓用孔を形成しているために、第
2回のコンタクトホトエツチ前のベースとエミツ
タ部分の膜厚が同じとなる。(特にベース部分の
酸化膜5bはエミツタ部分の酸化膜5eと同様に
薄い(第10図参照)。
All of the phosphorus glass generated by emitter deposition and diffusion is removed, and the oxide film is etched in advance using the contact photoetch shown in Figure 1, in other words, a hole for a preliminary contact window is formed. The film thicknesses of the base and emitter portions before the second contact photoetch are the same. (In particular, the oxide film 5b on the base portion is thin like the oxide film 5e on the emitter portion (see FIG. 10).

上記理由によりエツチングする部分の膜質が均
一であり、コンタクト穴の寸法を正確に開けるこ
とができ、微細加工が可能となる。
For the above-mentioned reasons, the film quality of the etched portion is uniform, the contact hole can be formed with accurate dimensions, and microfabrication is possible.

また、予備のコンタクト用窓孔内に新たな酸化
を形成しておくことによつてリンシリケート・ガ
ラス中に含まれるリン不純物が半導体領域内に拡
散しない。
Also, by forming new oxide in the preliminary contact window, phosphorous impurities contained in the phosphosilicate glass will not diffuse into the semiconductor region.

以上の結果として半導体素子の特性及び歩留り
の向上を期待できる。
As a result of the above, improvements in the characteristics and yield of semiconductor devices can be expected.

本発明はバイポーラトランジスタ及びそれを含
むICの全ての品種に適用できるものである。
The present invention is applicable to all types of bipolar transistors and ICs containing the same.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図乃至第9図は本発明の実施形態を示す製
造工程部分断面図、第10図は本発明におけるコ
ンタクトホトエツチングの効果を説明するための
一部工程の拡大断面図、第11図は従来の場合の
一部工程の拡大断面図である。 1…p基板、2…n+埋込層、3…p+分離拡散
用埋込層、4…n-エピタキシヤル層、5…表面
酸化膜、6…p+分離領域、7…p+ベース領域、
8…n+エミツタ領域、9…n+コレクタ取出し
部、10…リンガラス層、11…ライト酸化膜、
12…CVD・PSG膜、13…アルミニウム配
線。
1 to 9 are partial cross-sectional views of manufacturing steps showing embodiments of the present invention, FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of a partial process for explaining the effect of contact photoetching in the present invention, and FIG. 11 is a It is an enlarged sectional view of a part of process in the conventional case. 1...p substrate, 2...n + buried layer, 3...p + buried layer for isolation diffusion, 4...n - epitaxial layer, 5...surface oxide film, 6...p + isolation region, 7...p + base region,
8...n + emitter region, 9...n + collector extraction part, 10...phosphorus glass layer, 11...light oxide film,
12...CVD/PSG film, 13...aluminum wiring.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 第1導電型を示す半導体領域表面に形成され
た酸化膜に第1の窓孔を形成する工程、該第1の
窓孔を通して該第1導電型半導体領域内に不純物
を導入し、第1導電型と反対の第2導電型を示す
半導体領域を選択的に形成する工程、第2導電型
半導体領域形成時に酸化膜上に形成されたガラス
層を除去する工程、該第1導電型半導体領域を露
出するように該酸化膜を選択的に除去し、該第1
の窓孔と異なる位置に第2の窓孔を形成する工
程、該第1の窓孔内の第2導電型半導体領域表面
および該第2の窓孔内の第1導電型半導体領域表
面上に新たな酸化膜を形成する工程、リンシンケ
ート・ガラス膜を上記酸化膜および該新たな酸化
膜上に形成する工程、しかる後該第1、第2の窓
孔内に形成された該リンシンケート・ガラス膜お
よび新たな酸化膜を除去し、第2導電型半導体領
域および第1導電型半導体領域のコンタクト用窓
孔を形成する工程とより成る半導体装置の製造
法。
1. A step of forming a first window hole in an oxide film formed on the surface of a semiconductor region exhibiting a first conductivity type, introducing an impurity into the first conductivity type semiconductor region through the first window hole, and introducing a first window hole into the first conductivity type semiconductor region. a step of selectively forming a semiconductor region exhibiting a second conductivity type opposite to the conductivity type; a step of removing a glass layer formed on the oxide film at the time of forming the second conductivity type semiconductor region; The oxide film is selectively removed to expose the first
forming a second window hole at a position different from the window hole, on the surface of the second conductivity type semiconductor region within the first window hole and on the surface of the first conductivity type semiconductor region within the second window hole; a step of forming a new oxide film, a step of forming a phosphorescent glass film on the oxide film and the new oxide film, and then a step of forming the phosphorescent glass film in the first and second window holes. and a step of removing a new oxide film and forming contact windows in the second conductivity type semiconductor region and the first conductivity type semiconductor region.
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JPS5720025B2 (en) * 1973-05-18 1982-04-26

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