JPS63228754A - 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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JPS63228754A
JPS63228754A JP62062941A JP6294187A JPS63228754A JP S63228754 A JPS63228754 A JP S63228754A JP 62062941 A JP62062941 A JP 62062941A JP 6294187 A JP6294187 A JP 6294187A JP S63228754 A JPS63228754 A JP S63228754A
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JP
Japan
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film
forming
thin film
pattern
etching
Prior art date
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Pending
Application number
JP62062941A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuyuki Sawada
和幸 澤田
Shuichi Kameyama
亀山 周一
Tadanaka Yoneda
米田 忠央
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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 本発明は高速、低消費電力の特性を有する半導体装置の
製造方法に関する。
従来の技術 バイポーラ型トランジスタにおいて、高速、低消費電力
化を実現するために、パターンの微細化ならびに接合容
量の低減をはかる必要がある。そこで、従来では廖結晶
シリコン膜(Po1ySi膜)でベース引出し電極を形
成することによって、パターンの微細化ならびに接合容
量の低減の検討がなされている。例えば「トランジスタ
 エレクトロ7  デバイ、1. J VOL、 ED
−29,44、1982年米国電気電子技術者協会発行
(IEEE(Trans。
Electron Device ) vol、 ED
−29、g4 。
1982]では、第2図A、Fに示す製造工程でペース
引き出し電極となるボロンドープPo1y Si膜13
及びグラフトベース拡散層14の形成を行っている。第
2図において、1はp型St基板、2゜16はn+拡散
層、14はp+拡散層、3はnエピタキシャル層、4,
8,9.11はSiO2膜、5.7.10は513N4
膜、6,13はホロントープPo1ySi膜、12はノ
ンドープPo1ySi膜、16はAlである。
発明が解決しようとする問題点 しかし、第2図に示す従来の製造方法においては、下記
のよう々問題点がある。
(1)グラフトベース拡散層14が深く形成されペース
・コレクタ耐圧が低化するとともに接合容量の低減が困
難である。つまり、トランジスタの活性領域となるnエ
ピタキシャル層3の側面に接して形成したボロンドープ
Po1y si膜13からのボロンの拡散によりグラフ
トベース拡散。
層14を形成するが、分離酸化膜11側面での不純物の
拡散が速いためグラフトベース拡散層14が深く形成さ
れてしまい、コレクタ埋込層2との距離が接近するので
、コレクタ争ベース耐圧が低下するとともて接合容量の
低減が困難である。
(2)ベース引出し電極となるボロンドープPo1yS
 i膜13及びグラフトベース拡散層14を制御性よく
形成するのが困難である。つまり、分離酸化膜11を形
成した後、Po1ySt膜12を形成し、次にこのPo
1ySi膜12をエンチングしてベース引出し電極とな
るPo1ySi膜13を形成するので、この時のエツチ
ング量によってペース引き出し電極となるボロンドープ
Po1ySi [13の膜厚が決まり、nエピタキシャ
ル層3に接するこの不純物の拡散源となるボロンドープ
Po1ySi膜13の膜厚がこのPo1ySi膜からの
ボロンの拡散によって形成されるグラフトベース領域1
4の太さに関係する。従って、Po1ySi膜12のエ
ツチング量によって、残存するベース引出し電極となる
ボロンドープPo1ySi膜13の膜厚を制御するので
、ベース引出し電極及びグラフト・ペース拡散層を制御
性よく形成するのが困難となる。エツチング量が多い場
合、ベース引出し電極となるボロンドープPo1ySi
膜13が薄くなり、抵抗が高くなる。逆にエツチング量
が少ない場合には、グラフトベース領域が大きくなる。
本発明は、このような従来の問題に鑑み、これらの問題
を解決した高速、低消費電力の特性を有する半導体装置
の製造方法を提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段 本発明の半導体装置の製造方法は、第1導電型の半導体
基板の一主面上に第1の酸化膜を形成する工程と、前記
薄膜上に第2の酸化防止膜を形成する工程と、前記鏡化
防止膜上に第3の薄膜パターンを形成する工程と、との
m3の薄膜パターンをマスクにして前記第2の酸化防止
膜及び第1の酸化膜をエツチングする工程と、全面に第
4のマスク材薄膜を形成する工程と、前記第3の薄膜パ
ターンの側面に前記第4の薄膜パターンを残置させる工
程と、前記第3の薄膜パターン及び側面の第4の薄膜パ
ターンをマスクにして前記半導体基板をエツチングする
工程と、選択酸化により薄い第5の酸化膜を形成する工
程と、全面に第6の酸化防止膜を形成する工程と、前記
エツチングされた半導体基板の側面に前記第6の酸化防
止膜パターンを残置させる工程と、選択酸化により第7
の酸化膜を形成する工程と、前記第4のマスク材薄膜及
び前記第6の情化防止膜をエツチングする工程と、前記
薄い第5の酸化膜をエツチングして開口を形成する工程
と、前記開口に接続した不純物の拡散源となる導電材膜
パターンを形成する工程と、前記開口から前記拡散源と
なる導電材膜を通じて第2導電型の半導体領域を形成す
る工程とを有する。
作   用 本発明は上記構成により、例えばバイポーラトランジス
タに適用した場合、次のように作用する。
(1)エミッタ領域と分離領域との間に残存する第4の
薄膜及びこの第4の薄膜下の薄い第5の酸化膜をエツチ
ングして開口を形成した後、この開口に接続した不純物
の拡散源となる導電材膜パターンを形成することによっ
て、この接続部の面積が前記第4の薄膜の膜厚によシ制
御できるので、同接続部を自己整合的に制御性よく微細
に形成することができる。
(2)  第4の薄膜及びその下の第6の酸化膜をエツ
チングして微細に形成した開口から、不純物の拡散源と
なる導電材膜を通じてクラフトベース領域となる第2導
電型の半導体領域を形成することによって、グラフトベ
ース領域を微細に形成できるので、コレクタ拳ベース逆
方向耐圧を高くすることができ、接合容量の低減がはか
れる。また、開口部の面積は導電材膜の膜厚に依存しな
いので、ペース引出し電極となるこの導電材膜を厚く形
成することができるので、ペース引出し電極の抵抗を低
減できる。
(3)第3の薄膜パターン及び第4の薄膜をマスク1だ
して第1導電型の半導体基板をエツチングした後、選択
酸化により分離酸化膜となる第7の酸化膜を形成するこ
とにより、トランジスタの活性領域及び素子間分離領域
を山王整合的に形成することができる。
(4)分離領域の第1導電型の半導体基板をエツチング
した後、その側面に第6の酸化防止膜を形成することに
よって、選択酸化により第7の酸化膜を形成する工程に
おいて発生するバーズ・ピーク及びバーズ・ヘッドを抑
制することができる。
実施例 以下本発明の製造方法を具体例に基づいて説明する。
第1図A−Nは本発明の実施例の製造工程を示す。第1
図はNPN形バイポーラトランジスタの場合であって、
まず、工程Aのように、n+拡散層102及びnエピタ
キシャル層104の形成された半導体基板としてのp形
Si基板100上に第1′の酸化膜としての8102膜
106を形成し、次に第2の酸化防止膜としてのS 1
3 N 4膜108を形成する。その後、第3の薄膜パ
ターンとしてのCVD−8in2膜パターン110を形
成する。
そして、この第3の薄膜パターンをマスクにしてS 1
 a N4膜108をエツチングし、次ニ51o2膜1
08をエツチングする。この時、CV D  S 10
2噂110はS 102膜106に比べて十分厚いもの
とする。
次に、全面に第4のマスク材薄膜としてのSi3N4膜
111を形成し、その後工程Bのように、このS l 
s N 4膜111を異方性エツチングで除去する。
次に、工程Cのように第3の薄膜パターン110及び第
4の薄膜をマスクにしてnエピタキシャル層104をエ
ツチングする。
次に1選択酸化により薄い第5の酸化膜としての810
2膜112を形成した後、全面に第6の酸化防止膜とし
てのSi3N4膜114を形成する。
その後工程りのように、この5L3N4膜114を異方
性エツチングで除去する。
次に、工程Eのように、選択酸化により第7の酸化膜と
してのS s O2膜116を形成した後、第4のマス
ク材薄膜としての513N4膜111及び第6の酸化防
止膜としてのSi3N4膜114を除去する。この5I
O2膜116が素子間分離絶縁膜となる。
次に、工程Fのように、5lo2膜112及び116を
異方性エツチングし、ペース引出し電極とnエピタキシ
ャル層104の接合部を露出させる。この時、この接合
部の面積は第4のマスク材薄膜としてのSi3N4膜1
11の膜厚により決まる。
次に、工程Gのように全面に不純物拡散源となる導電材
膜としてのPo1ySi膜118を形成する。
その後、第3の薄膜パターン110上以外の領域にエツ
チングマスク材としてのレジスト膜120を形成し、こ
のレジスト膜120をマスクにして第3の薄膜パターン
11o上のPo1ySi膜118をエツチング除去する
次に、レジスト膜120を除去した後、グラフトベース
拡散層を形成するためのボロン注入をPo1ySi膜1
18中に行う。その後、工程Hのように第3の薄膜パタ
ーン11oを除去する。
次に、工程工のように、コレクタ領域のS l 3”4
膜108及びSt○2膜106を除去した後、Po1y
Si 膜118及びコレクタ領域のnエピタキシャル層
104を同時にエツチングしてベース引出し電極となる
Po1ySi膜パターン121を形成する。
次に、工aJのようにSi3N4膜108をマスクにし
て選択酸化を行ってS !02膜122及び124を形
成する。また、この酸化による熱処理ニヨって、Po1
ySi膜パターン121中のボロンがnエピタキシャル
層104中に拡散し、グラフトベース拡散層であるp+
拡散N1126が形成される。その後、エミッタ領域の
513N4膜108及びS 102膜108を除去する
次に、コレクタ領域の5xO2膜122を除去した後、
リンイオン注入を行い、工程にのようにコレクタ拡散層
となるn+拡散層128を形成する。
次に、工NLのように、ボロンイオン注入を行い活性ベ
ース拡散層となるp拡散層130を形成した後、砒素イ
オン注入を行いエミッタ拡散層となるn+拡散層132
を形成する。
次に、SiO2膜124をエツチングして、工程Mのよ
うに、ベースコンタクト窓134を形成する。
次に、金属配線としてのAt配線136を行えば、工程
NのようにNPN形バイポーラトランジスタが得られる
上記工程において、S L a N 4膜111の膜厚
によりボロン注入をしたPo1ySi膜パターン121
とnエピタキシャル層104の接合面積が決まるので、
S i3N4膜111の膜厚を適当に選ぶことにより、
微細なグラフトベース領域を自己整合的に制御性よく形
成することができ、ベース・コレクタ逆方向耐圧を高く
することができるとともに、接合容量を低減できる。
なお、上記実施例においてNPN形バイポーラトランジ
スタを用いて説明したが、PNP形バイポーラトランジ
スタも同様な方法で得ることができ、また場合によって
はMOS−FET等のデバイスにも適用することが可能
である。
発明の効果 以上述べてきたように本発明の半導体装置の製造方法に
よれば、次のような効果が得られる。
凸形の役差形状の活性トランジスタの周辺の上方コーナ
部に制御性よく微細な開口を自己整合的に形成でき、し
かも、この開口からトランジスタ部を構咬する微細な半
導体領域を形成できる。
以上のように、本発明は微細化によって接合容量及び寄
生素子の低減がはかられ、バイポーラトランジスタ等の
デバイスの高速、低消費電力化に大きく寄与するもので
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例における半導体装置の製造方法
を説明するだめの工程断面図、第2図は従来のNPN形
バイポーラトランジスタの製造方法を説明するだめの工
程断面図である。 10S 、 112 、11 e=・、・5tO2膜、
108゜114・・・・・・Si3N4膜(酸化防止膜
)、110・・・、・・CV D −S i○2@パタ
ーン(第3の薄膜パターン)、111・・・・・・51
3N4膜(マスク材薄膜)、118・・・・・Po1y
Si膜(導電材膜)、121・・・・・・Po1ySi
膜パターン(導電材膜パターン)、126・・・・・・
p 拡散層(グラフトベース拡散層)。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名蜀−
−−Pv、5iJI!反 /θ2−−− n+捧鵡 104−−−11エピタキシ賃)L4 ttO−−−CVD−310z* //θ ti2−−−5rOz * (*(ヒ肪遺 /〃 //6−−− 5i(h表 第1図 暖 /の nI−−−Pal)/Si 表 第 1 図                11)−
一一レジ入ト/21−− 、poI”jδ1l t2?、/24−−−310z課 第1図      726− P+広゛に(1/23−
m=π1広宵(1 /、30−−〜PM3罠1 第1図      /32−n+劇4 /I1741w k4−一一ベースコンタクト忽 /36−−−A1%己や艮 第1図 /−−−p’1s14反 2−−−n+躯1隆1 第2図      3− nx−ウ失シ〕し1/4−−
−P+仏、冑ν1

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 第1導電型の半導体基板の一主面上に第1の酸化膜を形
    成する工程と、前記薄膜上に第2の酸化防止膜を形成す
    る工程と、前記酸化防止膜上に第3の薄膜パターンを形
    成する工程と、この第3の薄膜パターンをマスクにして
    前記第2の酸化防止膜及び第1の酸化膜をエッチングす
    る工程と、全面に第4のマスク材薄膜を形成する工程と
    、前記第3の薄膜パターンの側面に前記第4の薄膜パタ
    ーンを残置させる工程と、前記第3の薄膜パターン及び
    側面の第4の薄膜パターンをマスクにして前記半導体基
    板をエッチングする工程と、選択酸化により薄い第5の
    酸化膜を形成する工程と、全面に第6の酸化防止膜を形
    成する工程と、前記エッチングされた半導体基板の側面
    に前記第6の酸化防止膜パターンを残置させる工程と、
    選択酸化により第7の酸化膜を形成する工程と、前記第
    4のマスク材薄膜及び前記第6の酸化防止膜をエッチン
    グする工程と、前記薄い第5の酸化膜をエッチングして
    開口を形成する工程と、前記開口に接続した不純物の拡
    散源となる導電材膜パターンを形成する工程と、前記開
    口から前記拡散源となる導電材膜を通じて第2導電型の
    半導体領域を形成する工程とを備えた半導体装置の製造
    方法。
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