JPS62114268A - 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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JPS62114268A
JPS62114268A JP60257091A JP25709185A JPS62114268A JP S62114268 A JPS62114268 A JP S62114268A JP 60257091 A JP60257091 A JP 60257091A JP 25709185 A JP25709185 A JP 25709185A JP S62114268 A JPS62114268 A JP S62114268A
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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】 [産業上の利用分野] この発明は半導体装置の製造方法に関し、特にバイポー
ラ型半導体集積回路装置(以下SIP・ICという)に
おけるトランジスタの電極引出部の形成方法の改良に関
するものである。
[従来の技術] 一般に、81P−ICにおけるトランジスタは、pH接
合分離、選択駿化伎術を用いた酸化膜分離、または3重
拡散を用いる方法などによって電気的に独立した島内に
形成される。ここでは酸化膜分離によってnpn l−
ランジスタを形成する方法について述べる。もちろん、
この方法は酸化膜分離以外の上記各種分離法を用いる場
合についても適用できるものである。
第4A図〜第4E図は従来の半導体装置の製造方法の主
要工程段階における状態を示す断面図である。以下この
製造方法について簡単に説明する。
低不純物濃度のp形(p−形)シリコン基板1にコレク
タ埋込層となる高不純物a度のn形(+)+形)層2を
選択的に形成した後、それらの上にn−形エピタキシャ
ル層3を成長させる(第4A図)。次に、下敷酸化膜1
01の表面に形成した窒化膜201をマスクとして選択
酸化を施して厚い分1i1化膜102を形成するが、こ
のときこの分離酸化膜102の下にはチャンネルカット
用のp形層4が同時に形成される(第4B図)。次に、
上述の選択酸化用のマスクとして用いた窒化g!201
を下敷酸化1!!101とともに除去して、改めてイオ
ン注入保護用の酸化l11103を形成し、フォトレジ
ストWA(この段階での7オトレジスト躾は図示せず)
をマスクとして、外部ベース層となるp+形層5を、さ
らに、上記フォト・レジスト膜を除去し、改めてフォト
レジスト躾301を形成し、これをマスクとして活性ベ
ース層となるprt3Fm6をイオン注入法によって形
成する(第4C図)。
続いて、フォトレジストI!!301を除去し、一般に
ホスシリク−1−ガラス(PSG)からなるパッシベー
ション膜401を被着させ、ベースイオン注入層5.6
の7ニールとPSG狽401の焼き締めとを兼ねた熱処
理を行なって、中間段階の外部ベース層51および活性
ベース層61とした後、PSGJI401にエミッタ電
(本取出用コンタク[・孔705よびコレクタ電機取出
用コンタクト孔80を形成して、イオン注入法によって
Lミック1となるべきn+形層7およびコレクタ電極取
出層となるべきn+形118を形成する(第4D図)。
その後、各イオン注入層をアニールして、外部ベース1
ii52および活性ベース層62を完成させるとともに
エミッタ層71およびコレクタ電極取出1181を形成
した後に、ベース電極取出用コンタクト孔50を形成し
、各コンタクト孔50.70および80に電極の突扱は
防止用の金属シリサイド[白金シリ゛す°イド(Pt 
−8i >、パラジウムシリサイド(Pd −8i )
など111501を形成した上で、アルミニウム<AH
>のような低抵抗金属によってベース電橋配線9.エミ
ッタ電極配線10およびコレクタ電極前!1111を形
成する〈第4E図)。
第5図はこの従来の製造方法で製造されたトランジスタ
の平面パターン図である。
[発明が解決しようとする問題点] ところで、トランジスタの周波数特性はベース・コレク
タ容量およびベース抵抗などに依存し、周波数特性の向
上にはこれらを小さくする必要がある。上記構造ではベ
ース抵抗を低下させるためにp+形外部ベース層52を
設けたのであるが、これはベース・コレクタ容量の増大
を招くという問題点があった。また、ベース抵抗は、第
5図に示すようにエミッタ層71とベース電極取出用コ
ンタクト孔50との距離り、にも依存し、従来のもので
はベース電極配線9とエミッタ電極配線10との間隔と
、各電極配線9,10の各コンタクト孔50.70から
のはみ出し分との合計距離となっており、フォトエツチ
ングの精度を向上して電極配線間隔を小さくしても、上
記はみ出し分はどうしても残るという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、ベース抵抗およびベース・コレクタ容量を小
さくできるとともに、少なくともエミッタ抵抗を小さく
できる半導体装置の製造方法を得ることを目的とする。
[問題点を解決するための手段] この発明に係る半導体装置の製造方法は、ベース電極を
第1のシリコン膜と金属シリサイド膜との二重層を介し
て活性ベース層から直接取出すようにし、またエミッタ
電極の一部を第2のシリコン膜で形成しこの第2のシリ
コン膜をマスクとして上記活性ベース層の金属シリサシ
イド膜形成のためのコンタクト孔あけを行なう方法であ
る。
[作用] この発明においては、ベース′Ni極取出用コンタクト
孔とエミッタ層との距離の中に、ベース電極のベース′
Fu81i取出用コンタクト孔からのはみ出し分と、エ
ミッタ電極のエミッタ電極取出用コンタクト孔からのは
み出し分とを組入れる必要がなく、上記距離を短縮でき
ベース抵抗を小さくできる。
また、高不純物濃度の外部ベース層を設けないので、ベ
ース・コレクタ容量の増大が生じない。ざらに、少なく
ともエミッタiwは第2のシリコン膜と金属シリサイド
膜とで形成しているため、エミッタ抵抗を小さくできる
[実りき例) 以下、この発明の実施例を図について説明づる。
なお、この実施例の説明において、従来の技術の説明と
型槽する部分については適宜その説明を省略する。
第1A図・−第11図はこの発明の一実施例である半導
体装置の製造方法の主要工程段階における状態を示す断
面図である。この製造方法について説明すると、第4B
図に示す状態までは従来の製造方法と同様に、p−形シ
リコン基板1にn”形コレクタ埋込82.n−形エビタ
キシヤル層3゜分離用酸化膜102およびチrンネルカ
ット用p形層4を形成した後、第4BI!lにおける窒
化膜201、下敷酸化l11101を除去し、改めてイ
オン注入保護用の酸化Ill 103を形成し、図示し
ないフォトレジストマスクを介して活性ベース層となる
p形1i6をイオン注入法によって形成し、ベースTi
極取出用コンタクト孔となるべき領域近傍の酸化!!I
 103を除去し、その除去部分を含めて全表面にポリ
シリコンill 601を’!II@させる(第1A図
)。次に、ポリシリコン膜601の全表面にp形不純物
を導入してから、シンタリングを行なうことによってp
゛形廁6を中間段階の活性ベース161とした後、ポリ
シリコンNu 601を選択エツチング除去し、改めて
酸化を1テなって酸化膜103があった位置に酸化膜1
05、残されたポリシリコン膜601の表面に酸化膜1
06を形成し、さらに全表面にPSG膜401を形成す
る(第1B図)。次に、フォトレジストマスク(図示せ
ず)を用いた選択エツチングによって、エミッタIIJ
Bよび」レクタ電極取出層となるべき領域のa化膜10
5、PSGil1401を除去し、ポリシリコンIK6
0.2を被着さける。この後、ポリシリコン膜602に
n形不袖物を高濃度にイオン注入した侵ドライブを行な
い、このポリシリコン表602からn形不純物を拡散さ
けてエミッタ層となるべきn”形m 71 J5よびコ
レクタ電極収出層となるべきn+形虐81を形成する(
第1C図)。次に、減圧CVD法などで窒化m203を
ポリシリコン111602の表面に形成した後、この窒
化膜203を含めて上記拡散源となったポリシリコン膜
部分602.603のみを残すように選択エツチングし
た後、レジスト膜302をマスクとしてベース・コンタ
クトの孔あけを行なう(第1D図)。このとぎ、レジス
ト膜302は上記エミッタ層形成のポリシリコン膜60
2の内部になるようにして、このポリシリコンII!6
02を一部マスクとしてベース・コンタクトとそれ続く
ポリシリコン膜601の表面の酸化!1106.PSG
i!401をエツチング除去している。さらに、この酸
化膜エツチングを異方性エツチングのRIE(リアクテ
ィブ・イオン・エツチング)法などで行なう場合は、上
記ポリシリコン1602.603を選択エツチングした
ときのレジスト膜を残してI3キ、この酸化膜エツチン
グ時の窒化191203.ポリシリコン[1602,6
03のm減りを防止することがある。
また、ここではコレクタ電極取出層81の表面にもポリ
シリコン[1603を残したが、既にコレクタ電極取出
W!J81は拡散されており、ポリシリコン膜603を
除去することも可能である。低温(800℃〜900℃
程度)での酸化を行なってn十層のポリシリコン膜60
2.603の側壁に厚い酸化I1108を、またp形層
の活性ベース層62とp+形層のポリシリコン膜601
の表面に薄い酸化膜107を形成する(第1E図)。こ
れはよ(知られたように、n+形不純物の燐や砒素が高
111度に入ったシリコンおよびポリシリコンでは低温
はど珊速酸化が行なわれることを利用している。次に、
減圧CVDなどで窒化膜を表面に形成した後、RIEな
どの異方性全面エツチングを行なうと、酸化11010
7.108の側壁にのみ窒化II!204が残る(第1
F図)。次に、酸(ヒ議エツチングを行ない窒化膜20
3.204を全面除去し、さらにポリシリコン膜601
の表面に残った薄い酸化膜107をウォッシュアウトす
ることによってポリシリコン!11601.602.6
03の表面が現われる(第1G図)。ここで、ポリシリ
コン慢602.603のIIIIJ室に窒化膜204を
形成したのは、ポリシリコン膜602,603の側壁に
形咬された厚い酸化膜108がポリシリコン膜601表
面の薄い酸化1t!J107をウォッシュアウトすると
きに唄減りすることを防止するためである。また、窒1
ヒ膜204を形成する代わりに、薄い酸化膜107のウ
ォッシュアウトをRIEにより(行なうことも可能であ
る。これは製造工程が簡素化できるが、エツチング精度
のbJ mに十分注意することが必要である。Pt、P
d、Ti。
W、MOなどのシリコン6よびポリシリコン膜との間に
金属シリサイドを形成する金属層(図示せず)を全表面
に蒸着またはスパッタリングによって形成した後、シン
タリングを行なって金属シリサイド膜501.502を
活性ベース1162の露出面およびポリシリコン膜60
1,602,603の表面に形成してから金属シリサイ
ド膜を残して金属層を王水などでエツチング除去する〈
第1HIM)。次に、パッシベーション用窒化1202
(l化膜でもよい)を被猜させた後にこの窒化膜202
に選択エツチングを施してベース電極取出用コンタクト
孔bO,エミッタ電極取出用フンタクト孔70およびコ
レクタ電極取出用コンタクト孔80を形成した後、たと
えばへ庭などの低抵抗金属によってベース電極配線9.
エミッタ電極配線10およびコレクタ電極取出11をそ
れぞれ形成する(第11図2゜ ざらに他の実施例としてベース電極の一部となるポリシ
リコン膜601の形成に際して、第21i!Jに示すよ
うに、第1A図での酸化膜゛103のエツチングを過剰
に行なうことでシリコン島3の側壁にポリシリコン膜6
01が接するようになり、第1G図中のポリシリコン[
1601の活性ベース層62との接面90が小さくてよ
くベース面積の縮小が行なえる。酪化l1103のエツ
チングはポリシリコン膜601からの拡散M63が活性
ベース暦62の深さと同程度となることが耐圧の関係か
ら最もよい。また、ポリシリコン11601の形成を活
性ベース11162の形成前に行なうことによって、活
性ベースli!62の深さの制御を行なうことができる
とともにこの活性ベース層の結晶欠陥防止の向上を図る
ことができる。
第3図はこのようにして製造された、従来の第5図に対
応するトランジスタの平面パターン図で、エミッタ11
71と、ベース電極9にポリシリコン膜601を介して
つながっている金属シリサイド11501との距III
 D 2は、拡散のための窓あけ部(71に相当)と拡
散源となるポリシリコン膜602との重ね合わせ部分で
決まるので、従来の第5図に示した距離り、に比して小
さくできる。このため、ベース抵抗はその分だけ小さく
なるのみでなく、従来のp+形外部ベベーIi’152
(数10Ω/口〜100Ω/口)の代わりに低比抵抗の
金属シリサイド族501(数Ω/口〜数10Ω/口)を
用いたので小さくなる。また、コレクタ電極をポリシリ
コン膜603.金属シリサイド膜502で、エミッタ電
極をポリシリコン膜602.金属シリサイド91502
で形成しているため、コンタクト抵抗が小さくなり、そ
の結果コレクタ抵抗。
エミッタ抵抗を小さくできる。さらに、l11+形外部
ベース層52を用いず、活性ベース層62自体若干小さ
くなっているので、ベース・コレクタ容量も小さくなる
。このためトランジスタの周波数特性は改良される。
[発明の効果] 以上のようにこの発明によれば、ベース電極を第1のシ
リコン膜と金属シリサイド膜との二重層で引出活性ベー
ス層に接する分離領域上に形成し、エミッタ電極の一部
を第2のシリコン膜で形成してこの第2のシリコン膜を
マスクとして上記引出活性ベース層の金属シリサイド膜
形成のためのベース・コンタクト孔あけを行なったので
、ベース電極取出用コンタクト孔とエミッタ層との距離
を小さくしベース抵抗を小さくできる。また、少なくと
もエミッタ電極は第2のシリコン膜と金属シリサイド族
とで形成しているため、コンタクト抵抗が小さくなり、
その結果エミッタ抵抗を小さくできる。さらに、高不純
物濃度の外部ベース層を設けないので、ベース・コレク
タ容量を小さくできる。このため周波数特性の良好なト
ランジスタが得られるなどの効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1A図〜第11図は、この発明の一実旅例である半導
体装置の製造方法の主要工程段階における状態を示す断
面図である。 第2図は、この発明の他の実施例である半導体装置の製
造方法の一主要工程での状態を示す断面図である。 第3図は、この発明の製造方法で製造されたトランジス
タの平面パターン図である。 第4A図〜第4E図は、従来の半導体装置の暇造方法の
主要工程段階における状態を示す断面図である。 第5図は、従来の製造方法で製造されたトランジスタの
平面パターン図である。 図において、1はp−形シリコン基板、2はn“形コレ
クタ埋込層、3はn−形エピタキシャル層、4はチャン
ネルカット用p形層、6はp形層、9はベース電極配線
、10はエミッタ電極配線、11はフレフタ電極配線、
61.62は活性ベース層、63は拡散層、71.81
はn+形層、50はベース電極取出用コンタクト孔、7
0はエミッタi極数出用コンタクト孔、80はコレクタ
電橋取出用コンタクト孔、90は接面、102は分離用
酸化膜、103,105.10Gは酸化膜、107はコ
い酸化膜、108はノワい酸化膜、202はパッシベー
ション用窒化護、203,204は窒化膜、302はレ
ジスト膜、401はPSG膜、501,502は金属シ
リサイド膜、601・。 602.603はポリシリコン膜である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板の表面に分離領域に囲まれコレクタ領
    域を構成すべき第1導電形層を形成する第1の工程、前
    記第1導電形層の表面の一部に第2導電形のベース層を
    形成する第2の工程、前記ベース層の表面の一部から該
    ベース層に接する前記分離領域の表面にわたって第1の
    シリコン膜を形成する第3の工程、前記ベース層の表面
    を含む前記第1導電形層の表面および前記第1のシリコ
    ン膜の表面にシリコン酸化膜を形成する第4の工程、前
    記シリコン酸化膜に選択エッチングを施して前記第1導
    電形層のコレクタ電極取出層を形成すべき部分の表面お
    よびエミッタ層を形成すべき部分の表面の前記シリコン
    酸化膜を除去する第5の工程、前記露出した前記コレク
    タ電極取出層を形成すべき部分の表面、前記露出したエ
    ミッタ層を形成すべき部分の表面および前記シリコン酸
    化膜の表面に第2のシリコン膜を形成し該第2のシリコ
    ン膜に第1導電形の不純物を高濃度に導入した後、アニ
    ーリングを施して前記コレクタ電極取出層を形成すべき
    部分および前記エミッタ層を形成すべき部分に前記第2
    のシリコン膜から前記第1導電形の不純物を拡散させて
    前記エミッタ層および前記コレクタ電極取出層を形成す
    る第6の工程、前記第2のシリコン膜の表面に第1のシ
    リコン窒化膜を形成した後、少なくとも該第1のシリコ
    ン窒化膜および前記第2のシリコン膜が前記エミッタ層
    を覆う部分を残すよう前記第1のシリコン窒化膜および
    前記第2のシリコン膜を選択的に除去する第7の工程、
    前記ベース層のベース電極取出領域の表面および前記第
    1のシリコン膜の表面の前記シリコン酸化膜を選択的に
    除去する第8の工程、少なくとも、前記エミッタ層の表
    面の前記第2のシリコン膜の側壁に厚いシリコン酸化膜
    を、ならびに第8の工程で前記露出したベース電極取出
    領域の表面および前記第1のシリコン膜の表面に薄いシ
    リコン酸化膜を比較的低温で酸化することによって形成
    する第9の工程、前記第1のシリコン窒化膜を除去した
    後、前記薄いシリコン酸化膜をウォッシュアウトする第
    10の工程、前記露出したベース電極取出領域の表面、
    前記露出した第1のシリコン膜の表面および前記露出し
    た第2のシリコン膜の表面に金属シリサイド膜を形成す
    る第11の工程、ならびに前記分離領域の表面および該
    分離領域で囲まれ前記各工程を経た領域の表面に保護膜
    を形成しそれぞれ該保護膜に設けた開孔を通して前記第
    1のシリコン膜上位置にベース電極、前記エミッタ層上
    位置にエミッタ電極および前記コレクタ電極取出層上位
    置にコレクタ電極を形成する第12の工程を備えたこと
    を特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. (2)前記第1のシリコン膜は、第1の工程後、全領域
    の表面に多結晶シリコン膜を形成し、該多結晶シリコン
    膜に第2導電形の不純物を導入した後パターニングを施
    して前記多結晶シリコン膜を前記第1導電形層のベース
    層を形成すべき部分の表面の一部から該第1導電形層に
    接する前記分離領域の表面にわたって残すことによって
    形成される特許請求の範囲第1項記載の半導体装置の製
    造方法。
  3. (3)前記第2のシリコン膜は多結晶シリコン膜である
    特許請求の範囲第1項記載の半導体装置の製造方法。
  4. (4)第9の工程の後、前記厚いシリコン酸化膜の表面
    および前記第1のシリコン窒化膜の表面に第2のシリコ
    ン窒化膜を形成し、該第1および第2のシリコン窒化膜
    の異方性全面エッチングを行なつて前記第2のシリコン
    膜の表面および前記厚いシリコン酸化膜の表面にシリコ
    ン窒化膜を残した後、前記薄いシリコン酸化膜をウォッ
    シュアウトし、この後該シリコン窒化膜を除去する特許
    請求の範囲1項記載の半導体装置の製造方法。
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