[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP2557840B2 - Semiconductor device manufacturing method - Google Patents

Semiconductor device manufacturing method

Info

Publication number
JP2557840B2
JP2557840B2 JP61053604A JP5360486A JP2557840B2 JP 2557840 B2 JP2557840 B2 JP 2557840B2 JP 61053604 A JP61053604 A JP 61053604A JP 5360486 A JP5360486 A JP 5360486A JP 2557840 B2 JP2557840 B2 JP 2557840B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
silicon layer
polycrystalline silicon
base
impurity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP61053604A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS62211949A (en
Inventor
広志 後藤
修 秀島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP61053604A priority Critical patent/JP2557840B2/en
Publication of JPS62211949A publication Critical patent/JPS62211949A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2557840B2 publication Critical patent/JP2557840B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 単結晶シリコン層上に多結晶シリコン層を設け、多結
晶シリコン層に不純物をイオン注入し、両層の界面にお
ける濃度が1018cm-3以下になるようにした後に、単結晶
シリコン層をほとんど除去せず多結晶シリコン層を選択
的に除去することより、内部ベースとエミッタが自己整
合している半導体装置を効率的に製造する。
DETAILED DESCRIPTION [Overview] A polycrystalline silicon layer is provided on a single crystalline silicon layer, and impurities are ion-implanted into the polycrystalline silicon layer, so that the concentration at the interface between both layers is 10 18 cm -3 or less. After that, the polycrystalline silicon layer is selectively removed without removing the single crystal silicon layer, thereby efficiently manufacturing a semiconductor device in which the internal base and the emitter are self-aligned.

〔産業上の利用分野〕[Industrial applications]

本発明は半導体装置の製造法に関するものであり、さ
らに詳しく述べるならばベース引出し電極と内部ベース
およびエミッタが1枚のマスクで自己整合的に形成され
るバイポーラトランジスタの製造法に関するものであ
る。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a bipolar transistor in which a base extraction electrode, an internal base and an emitter are formed in a self-aligned manner with a single mask.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ベース引出し電極と内部ベースおよびエミッタが1枚
のマスクで自己整合的に形成されるバイポーラトランジ
スタの製造法は特開昭55−1183号公報にて公知である。
この公報の記載および図面を引用して従来技術を説明す
る。
A method for manufacturing a bipolar transistor in which a base extraction electrode, an internal base and an emitter are formed in a self-aligned manner with a single mask is known from Japanese Patent Laid-Open No. 55-1183.
The prior art will be described with reference to the description and drawings of this publication.

第2図はバイポーラトランジスタ製造の中間段階を示
す図面である。第2図において、10はP-型シリコン基板
12上に形成されたエピタキシャル層、14はサブコレクタ
n+領域、16はサブコレクタ導通n+領域、18は酸化物アイ
ソレーション領域、20はSiO2層、24はBドープP+型多結
晶シリコン層(ベース36,38のコンタクトとなる)、26
はSiO2層、28はAl2O3層32はエミッタ開孔、34,36は外部
ベースP+領域、38は内部ベースP領域、40は反応性イオ
ンエッチにより厚さが薄くなったSiO2層、である。
FIG. 2 is a drawing showing an intermediate stage of manufacturing a bipolar transistor. In FIG. 2, 10 is a P type silicon substrate
Epitaxial layer formed on 12, 14 is sub-collector
n + region, 16 is a sub-collector conduction n + region, 18 is an oxide isolation region, 20 is a SiO 2 layer, 24 is a B-doped P + type polycrystalline silicon layer (which serves as a contact for the bases 36 and 38), 26
Is a SiO 2 layer, 28 is an Al 2 O 3 layer 32 is an emitter opening, 34 and 36 are external base P + regions, 38 is an internal base P region, and 40 is SiO 2 thinned by reactive ion etching. Layers.

第2図の段階に至るまでには次の処理がなされる。P-
型シリコン基板12上にサブコレクタn+領域14を形成し:
この基板12上にエピタキシャル層10を形成し、この中に
酸化物分離領域18を形成し:該エピタキシャル層10上に
SiO2層20を選択的に形成し、非選択領域に開孔を設け:
該SiO2層20および非選択領域のエピタキシャル層10上に
BドープP+型多結晶シリコン層24を形成し:該多結晶シ
リコン層24をパターンニングしてエミッタ開孔を形成す
るためのマスク(26,28)を設け:該マスク(26,28)を
用いて多結晶シリコン層20に開孔を設け:エピタキシャ
ル層10と接触しているP+型多結晶シリコン層24からBを
該エピタキシャル層10に拡散させて外部ベースP+領域3
4,36を形成し、かつ同時に前記開孔から不純物を拡散さ
せて内部ベースP領域38を形成し:前記開孔の領域にSi
O2層40を形成し:エミッタ(図示せず)の寸法を限定す
るためにSiO2層40を反応性イオンエッチにより薄くす
る。
The following processing is performed until the stage shown in FIG. P -
Form a subcollector n + region 14 on a silicon substrate 12 of the type:
An epitaxial layer 10 is formed on this substrate 12, and an oxide isolation region 18 is formed therein: On the epitaxial layer 10.
An SiO 2 layer 20 is selectively formed and an opening is provided in a non-selected area:
A B-doped P + -type polycrystalline silicon layer 24 is formed on the SiO 2 layer 20 and the epitaxial layer 10 in the non-selected region: a mask for patterning the polycrystalline silicon layer 24 to form an emitter opening ( 26, 28): holes are provided in the polycrystalline silicon layer 20 using the mask (26, 28): P + -type polycrystalline silicon layers 24 to B in contact with the epitaxial layer 10 are transferred to the epitaxial layer Diffuse to 10 External Base P + Region 3
4,36 and simultaneously diffuse impurities from the openings to form internal base P regions 38: Si in the regions of the openings.
Form O 2 layer 40: thin SiO 2 layer 40 by reactive ion etching to limit the dimensions of the emitter (not shown).

続いて一連の処理を行なって第3図に示す如きバイポ
ーラトランジスタを作製する。第3図において、Bはベ
ース、Cはコレクタ、Eはエミッタ、42はエミッタn+
域、43はAsドープn+多結晶シリコン層(エミッタ接点と
して用いられる)、46はパッシベーション膜、48は金属
電極である。第2図から第3図に至る工程ではSiO2膜40
にエミッタ開孔を設けて、この開孔からn型不純物を拡
散し、以下常法により、リソグラフィ、蒸着などの処理
を行なう。
Then, a series of processes are performed to manufacture a bipolar transistor as shown in FIG. In FIG. 3, B is a base, C is a collector, E is an emitter, 42 is an emitter n + region, 43 is an As-doped n + polycrystalline silicon layer (used as an emitter contact), 46 is a passivation film, and 48 is a metal. It is an electrode. In the process leading to Figure 3 from Figure 2 SiO 2 film 40
An emitter opening is provided in the substrate, an n-type impurity is diffused from the opening, and a process such as lithography and vapor deposition is performed by a conventional method.

上記従来技術によると、外部ベース領域34,36は低抵
抗であるためベース抵抗が低くなり、またベース接点24
はエミッタ接点43に自己整合されているためにベース・
エミッタ間隔が極めて小さくなるなどの利点が生じる。
According to the above-mentioned conventional technique, since the external base regions 34 and 36 have low resistance, the base resistance is low, and the base contact 24
Is self-aligned to the emitter contact 43,
There are advantages such as extremely small emitter spacing.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

上述の従来技術では、Al2O3層28,SiO2層26の開口後、
多結晶シリコン層24をHF:HNO3:CH3COOH(1:3:8比率)を
含む選択性エッチング溶液で除去して開孔を形成し、そ
の後内部ベース領域38、外部ベース領域34,36形成ため
のP型不純物拡散を行なっている。この拡散段階でBが
サブコレクタ導通n+領域に拡散することは避けなければ
ならないために、該領域をSiO2層20で被覆し、前記開孔
形成後SiO2層20を開孔し、コレクタ電極である金属電極
48を設けている。このために、B拡散のマスクとなる。
SiO2層20を開孔する工程が必要になる。
In the above-mentioned conventional technique, after opening the Al 2 O 3 layer 28 and the SiO 2 layer 26,
The polycrystalline silicon layer 24 is removed by a selective etching solution containing HF: HNO 3 : CH 3 COOH (1: 3: 8 ratio) to form an opening, and then the inner base region 38 and the outer base regions 34, 36 are formed. P-type impurity diffusion for formation is performed. For B in the diffusion step must be avoided to diffuse the subcollector conductive n + region, covering the region with the SiO 2 layer 20, the hole formed after the SiO 2 layer 20 and aperture, the collector Metal electrode that is an electrode
There are 48. Therefore, it becomes a mask for B diffusion.
A step of opening the SiO 2 layer 20 is required.

本発明は、従来の不純物ドープ多結晶シリコン層を用
いてベース引出し電極と内部ベースおよびエミッタを自
己整合的に形成する方法での開孔工程を削限することを
目的とする。
It is an object of the present invention to limit the opening process in the conventional method of forming the base extraction electrode and the internal base and the emitter in a self-aligned manner by using the impurity-doped polycrystalline silicon layer.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明によると、(ア)半導体基板上に単結晶シリコ
ン層を形成する工程と、(イ)該単結晶シリコン層の表
面を選択的に酸化して、コレクタコンタクト、基板コン
タクト、ベース領域等すべての導通領域の形成予定領域
を画定する工程と、(ウ)第1のノンドープ多結晶シリ
コンを該コレクタコンタクト、該基板コンタクト、該ベ
ース領域等のすべての導通領域の形成予定領域が単一の
マスクパターンで同時に画定される様に形成する工程
と、(エ)該ベース形成予定領域表面上に形成された該
第1の多結晶シリコン層内に選択的に一導電型の不純物
を導入するとともに、該コレクタコンタクト形成予定領
域に形成された該第1の多結晶シリコン層を介して反対
導電型の不純物を導入することによりコレクタコンタク
ト領域を形成する工程と、該基板コンタクト形成領域に
形成された該第1の多結晶シリコン層を介して一導電型
の不純物を導入することにより基板コンタクト領域を形
成する工程と、(オ)コレクタコンタクト領域、基板コ
ンタクト領域及びベース形成予定領域表面に形成された
該多結晶シリコンを被覆するように、絶縁層を形成する
工程と、(カ)該ベース形成予定領域上の該絶縁層およ
び第1の多結晶シリコン層の一部を除去して該単結晶シ
リコン層を表出させ、内部ベース形成予定領域を画定す
る工程と、(キ)該第1の多結晶シリコン層内に導入し
た該不純物を該ベース形成予定領域に選択的に拡散させ
て、該単結晶シリコン層内に外部ベース領域を形成する
工程と、(ク)該内部ベース形成予定領域に一導電型の
不純物を導入し、内部ベース領域を形成する工程と、
(ケ)該内部ベース領域上における該絶縁層および該第
1の多結晶シリコン層の側壁にサイドウォールを形成
し、エミッタ形成予定領域を画定する工程と、および
(コ)半導体基板の該ベース領域上に第2の多結晶シリ
コン層を形成した後、該第2の多結晶シリコン層を介し
て該内部ベース領域内に選択的に反対導電型の不純物を
導入し、エミッタ領域を形成する工程と、を含むことを
特徴とする半導体装置の製造法である。
According to the present invention, (a) a step of forming a single crystal silicon layer on a semiconductor substrate, and (b) the surface of the single crystal silicon layer is selectively oxidized to collect a collector contact, a substrate contact, a base region, etc. And (c) the first non-doped polycrystalline silicon is used as a mask for forming all the conductive regions such as the collector contact, the substrate contact, and the base region. And (d) selectively introducing an impurity of one conductivity type into the first polycrystalline silicon layer formed on the surface of the base formation planned region. Forming a collector contact region by introducing an impurity of opposite conductivity type through the first polycrystalline silicon layer formed in the collector contact formation planned region A step of forming a substrate contact region by introducing an impurity of one conductivity type through the first polycrystalline silicon layer formed in the substrate contact formation region, and (e) collector contact region, substrate contact region And a step of forming an insulating layer so as to cover the polycrystalline silicon formed on the surface of the base formation planned region, and (f) the insulating layer and the first polycrystalline silicon layer on the base formation planned region. A step of removing a part of the single crystal silicon layer to expose the single crystal silicon layer to define an internal base formation planned region; and (g) the impurity introduced into the first polycrystalline silicon layer into the base formation planned region. Selectively diffusing into the single crystal silicon layer to form an external base region in the single crystal silicon layer, and (H) introducing an impurity of one conductivity type into the internal base formation planned region to form an internal base region. And that process,
(K) a step of forming a sidewall on the side wall of the insulating layer and the first polycrystalline silicon layer on the internal base region to define a region where an emitter is to be formed, and (C) the base region of the semiconductor substrate. Forming a second polycrystalline silicon layer thereon, and then selectively introducing an impurity of opposite conductivity type into the internal base region through the second polycrystalline silicon layer to form an emitter region; And a method for manufacturing a semiconductor device, the method including:

〔作 用〕[Work]

本発明においては多結晶シリコン層としてドープ材料
を使用せずにノンドープ材料を使用することにより、一
導電型を有するドープ不純物が単結晶層の反対導電型領
域に拡散するのを妨げるマスクが不可欠になる前提条件
をなくした。かかるノンドープ多結晶シリコン層に、半
導体の活性領域に導通する電極としての電気伝導度を与
えるために、不純物をイオン注入により注入する方法を
採用した。この不純物のドープ後に、該多結晶シリコン
そうの少なくとも一部(内部ベース形成予定領域に対応
する部分)を除去して、単結晶シリコン層を表出させ
る。続いて、公知の方法により、内部ベース、外部ベー
スおよびエミッタ等を形成する。そして、内部ベース領
域への不純物拡散を防ぐこと及び前記ドープ多結晶シリ
コンの選択エッチング液が使用できることを目的として
ベース引出し電極部の多結晶シリコン層と単結晶層の界
面濃度を1018cm-3以下とすることは好ましい。1018cm-3
以下の不純物濃度は電気伝導度が電極としては不十分な
ものであるために、多結晶シリコン層の表面の不純物濃
度が界面より高くなるような濃度勾配を作ることによっ
て、多結晶シリコン層を電極として使用できるようにし
た。
In the present invention, by using a non-doped material as the polycrystalline silicon layer without using a doped material, a mask for preventing the doped impurities having one conductivity type from diffusing into the opposite conductivity type region of the single crystal layer is indispensable. I lost the prerequisite. A method of implanting impurities by ion implantation is adopted in order to provide the non-doped polycrystalline silicon layer with electric conductivity as an electrode that conducts to the active region of the semiconductor. After this impurity is doped, at least a part of the polycrystalline silicon layer (the part corresponding to the internal base formation planned region) is removed to expose the single crystal silicon layer. Then, an internal base, an external base, an emitter, etc. are formed by a known method. The interface concentration between the polycrystalline silicon layer and the single crystal layer of the base extraction electrode portion is 10 18 cm -3 for the purpose of preventing the diffusion of impurities into the internal base region and being able to use the selective etching solution for the doped polycrystalline silicon. The following is preferable. 10 18 cm -3
Since the electric conductivity of the following impurities is insufficient for an electrode, the polycrystalline silicon layer is formed into an electrode by forming a concentration gradient such that the impurity concentration on the surface of the polycrystalline silicon layer is higher than that at the interface. It can be used as.

上述の如き濃度勾配を有する不純物のイオン注入は、
イオン注入条件と熱処理条件とを適宜組み合わせること
によって、実現される。例えば、低エネルギ条件下での
第1段イオン注入を行なって、不純物のピーク位置が界
面側に位置するようにし、続く第2段イオン注入では大
エネルギでイオン注入を行なって高濃度部を深めに形成
した後に、通常の条件でアニールを行なうことによっ
て、所望の濃度勾配が得られる。
Ion implantation of impurities having a concentration gradient as described above
It is realized by appropriately combining the ion implantation condition and the heat treatment condition. For example, the first-stage ion implantation under low energy conditions is performed so that the peak position of the impurity is located on the interface side, and in the subsequent second-stage ion implantation, the ion implantation is performed with high energy to deepen the high concentration portion. After the formation, the desired concentration gradient can be obtained by annealing under normal conditions.

以下、実施例によりさらに詳しく本発明を説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

〔実施例〕〔Example〕

以下説明する実施例は外部ベースを自己整合多結晶シ
リコン層で形成するバイポーラトランジスタの例であ
る。
The embodiment described below is an example of a bipolar transistor having an external base formed of a self-aligned polycrystalline silicon layer.

第1(A)図ではノンドープ多結晶シリコン層をパタ
ーンニングする窒化膜を形成した段階まで工程が進んで
いる。この段階に至るまでに、P型シリコン基板50の一
部のn+埋込み拡散層51を形成し:残りの部分50aをP型
導電型のままとし:次にn-エピタキシャル層52を形成
し、その一部を窒化膜マスクで被覆し、残部を熱酸化し
てフィールド酸化膜(SiO2膜)53を形成し:窒化膜マス
クをエッチングにより除去した後:u溝カットを行なって
次にその底部にP型不純物をイオン注入し、チャネルス
トップ58とし:u溝の表面に酸化膜59を形成した後に、多
結晶シリコン56をu溝に埋込み:その表面を被覆した
後:続いてノンドープ多結晶シリコン層54を全面に形成
し:そしてその表面に窒化膜57を形成している。ノンド
ープ多結晶シリコン層54はCVD法によって通常0.3〜0.5
μmの厚さに形成される。窒化膜57はCVD法によって通
常700〜1000Åの厚さに形成される。ノンドープ多結晶
シリコン層54は、製品でベース,コレクタ,エミッタの
領域となるすべてのエピタキシャル層52に被着されてお
り、該エピタキシャル層52に被着されていないノンドー
プ多結晶シリコン層54は同じ膜厚で厚い酸化膜53上に被
着されている。
In FIG. 1A, the process proceeds to the stage where a nitride film for patterning the non-doped polycrystalline silicon layer is formed. By this stage, a part of the n + buried diffusion layer 51 of the P-type silicon substrate 50 is formed: the remaining part 50a is left as a P-type conductivity type, and then an n - epitaxial layer 52 is formed. A part of it is covered with a nitride film mask, and the rest is thermally oxidized to form a field oxide film (SiO 2 film) 53: After removing the nitride film mask by etching: u groove cut and then the bottom part Then, P-type impurities are ion-implanted to form a channel stop 58: After forming an oxide film 59 on the surface of the u-groove, burying the polycrystalline silicon 56 in the u-groove: after coating the surface of the: A layer 54 is formed on the entire surface: and a nitride film 57 is formed on the surface thereof. The non-doped polycrystalline silicon layer 54 is usually 0.3-0.5 by the CVD method.
It is formed to a thickness of μm. The nitride film 57 is usually formed by the CVD method to a thickness of 700 to 1000Å. The non-doped polycrystalline silicon layer 54 is deposited on all the epitaxial layers 52 serving as base, collector, and emitter regions in the product, and the non-doped polycrystalline silicon layer 54 not deposited on the epitaxial layer 52 is the same film. It is deposited on the thick and thick oxide film 53.

第1(B)図では、多結晶シリコン層54が選択酸化さ
れており、またコレクタコンタクトおよび基板コンタク
トが作られるまで工程が進んでいる。第1(A)図の工
程以降では、窒化膜57を選択的に除去した後フィールド
酸化膜53上の適宜な位置で多結晶シリコン層54を選択的
に酸化する(LOCOS)ことによって、酸化層61を形成
し:続いてP型不純物をイオン注入して基板コンタクト
領域62を形成し:コレクトコンタクト領域63を形成する
イオン注入を行なう。
In FIG. 1 (B), the polycrystalline silicon layer 54 is selectively oxidized, and the process proceeds until the collector contact and the substrate contact are formed. After the step shown in FIG. 1 (A), the nitride film 57 is selectively removed, and then the polycrystalline silicon layer 54 is selectively oxidized (LOCOS) at an appropriate position on the field oxide film 53. Forming 61: Subsequently, P type impurities are ion-implanted to form a substrate contact region 62: Ion implantation is performed to form a collect contact region 63.

本発明の一つの特徴である、ベース引出電極を形成す
る多結晶シリコン層54aへのイオン注入は、例えばBイ
オンを、80keV,1×1015cm-2(ドーズ量)の条件で注入
した後に、30keV,8×1014cm-2(ドーズ量)の条件で注
入する2段イオン注入により行なう。アニールは900〜9
50℃,20〜30分,好ましくは900℃,30分の条件で行な
う。この場合界面の不純物濃度は2×1017cm-3程度,表
面濃度は〜1020程度となる。
Ion implantation into the polycrystalline silicon layer 54a forming the base extraction electrode, which is one of the features of the present invention, is performed by, for example, implanting B ions under the conditions of 80 keV, 1 × 10 15 cm -2 (dose amount). , 30 keV, 8 × 10 14 cm -2 (dose amount). Anneal 900 ~ 9
It is carried out under the conditions of 50 ° C, 20 to 30 minutes, preferably 900 ° C, 30 minutes. In this case, the impurity concentration at the interface is about 2 × 10 17 cm −3 , and the surface concentration is about 10 20 .

第1(C)図では、窒化膜57が全面除去され、そして
CVDによる酸化膜を用いて多結晶シリコン層54aに内部ベ
ースおよびエミッタ開孔が形成されるまで工程が進んで
いる。第1(B)図以降の工程では、窒化膜57をエッチ
ングにより除去し、次にCVD法によってSiO2層65を全面
を形成し、開孔66を形成する。開孔66の形成法は特開昭
55−1183号記載の方法と同じであり、オーバハングが生
じる。HF:HNO3:CH3COOH(1:3:8)のエッチング液を使用
することにより、Bがイオン注入された多結晶シリコン
層54aのみが除去され、その下の単結晶シリコンはほと
んど除去されない。なお多結晶シリコン層54aのn-エピ
タキシャル層52との界面の濃度が1018cm-3程度である
と、多結晶シリコン層54aの界面領域のエッチングは遅
くなる。
In FIG. 1 (C), the nitride film 57 is entirely removed, and
The process proceeds until the internal base and emitter openings are formed in the polycrystalline silicon layer 54a using the oxide film formed by CVD. In the steps after FIG. 1 (B), the nitride film 57 is removed by etching, and then the SiO 2 layer 65 is formed on the entire surface by the CVD method and the opening 66 is formed. A method for forming the opening 66 is disclosed in
Same as the method described in No. 55-1183, and overhang occurs. By using the etching solution of HF: HNO 3 : CH 3 COOH (1: 3: 8), only the polycrystalline silicon layer 54a in which B is ion-implanted is removed, and the single crystal silicon thereunder is hardly removed. . If the concentration of the interface between the polycrystalline silicon layer 54a and the n epitaxial layer 52 is about 10 18 cm −3 , the etching of the interface region of the polycrystalline silicon layer 54a will be delayed.

第1(D)図では、内部・外部ベースおよびエミッタ
開孔が形成されるまで工程が進んでいる。第1(C)図
の工程以降では、SiO2層65により被覆されていないシリ
コン、すなわちn-エピタキシャル層および多結晶シリコ
ン層54aの表出部、を熱酸化によって1000Å以下に薄く
酸化し、絶縁層であるSiO2層65を多結晶シリコン層54a
の側壁へ延長させてベース酸化膜68を形成し:900〜950
℃でアニールを行なって多結晶シリコ層54aからP型不
純物をn-エピタキシャル層52内に選択的拡散させて厚さ
0.4μm以下、平均濃度〜1020cm-3の外部ベース70を形
成し(この拡散・アニール工程でベース酸化膜68は将来
内部ベースおよびエミッタとなるn-エピタキシャル層52
をマスクする)、次にイオン注入によってP型不純物を
n-エピタキシャル層52にベース酸化膜68を通して注入
し、アニールして内部ベースとなるP領域72を厚さ0.3
μm以下に形成し:サイドウォールを形成する。サイド
ウォールの形成法としては、例えば、CVD法によってSiO
2膜74を厚さ2500Å以下に、SiO2層65表面およびベース
酸化膜68表面に被着形成し、窓の幅が少し狭くなった開
孔(66)を形成し:CVD法によって多結晶シリコン75を開
孔(66)内に埋め込むように被着した後:全面を反応性
エッチングして多結晶シリコン75,SiO2膜74およびベー
ス酸化膜68を除去し、エミッタ開孔を形成する。
In FIG. 1 (D), the process proceeds until the internal / external base and emitter openings are formed. After the step shown in FIG. 1 (C), the silicon not covered with the SiO 2 layer 65, that is, the exposed portions of the n epitaxial layer and the polycrystalline silicon layer 54a, is thinly oxidized by thermal oxidation to 1000 Å or less, and insulation is performed. The SiO 2 layer 65, which is a layer, is replaced with the polycrystalline silicon layer 54a.
Base oxide film 68 extending to the sidewalls of: 900-950
The P-type impurities are selectively diffused from the polycrystalline silicon layer 54a into the n - epitaxial layer 52 by annealing at a temperature of ℃.
0.4μm or less, the average concentration to 10 20 cm extrinsic base 70 -3 is formed (base oxide film 68 with the diffusion-annealing step is the internal base and emitter future n - epitaxial layer 52
Of the P type impurities by ion implantation.
It is implanted into the n - epitaxial layer 52 through the base oxide film 68 and annealed to form a P region 72 to be an internal base with a thickness of 0.3.
Formed to be less than or equal to μm: A sidewall is formed. As a method of forming the sidewall, for example, a CVD method is used to form SiO 2.
2 The film 74 is deposited to a thickness of 2500 Å or less on the surface of the SiO 2 layer 65 and the surface of the base oxide film 68 to form an opening (66) with a slightly narrowed window width: polycrystalline silicon by the CVD method. After depositing 75 so as to be embedded in the opening (66): The entire surface is reactively etched to remove the polycrystalline silicon 75, the SiO 2 film 74 and the base oxide film 68, and an emitter opening is formed.

以上の工程で形成される内部ベースとなるP領域72
は、多結晶シリコン層(ベース引出電極)54aのパター
ニングマスクで画成され、また、ベース酸化膜68、SiO2
膜74および多結晶シリコン75を第1(D)図図示のよう
に画成するためには何らかマスクが用いられず、CVD,熱
酸化,エッチング速度などのプロセス条件を利用してい
るから、これら(68,74,75)により横方向形状がほぼ定
められるエミッタも多結晶シリコン層54aとパターンニ
ングマスクで画成されることとなる。第1(D)図に示
されたDは素子寸法であって通常4.5μmであり、一方
dは開孔の寸法であって通常1.5μmである。
The P region 72 serving as an internal base formed by the above process
Is defined by the patterning mask of the polycrystalline silicon layer (base extraction electrode) 54a, and the base oxide film 68, SiO 2
Since no mask is used to define the film 74 and the polycrystalline silicon 75 as shown in FIG. 1 (D), process conditions such as CVD, thermal oxidation and etching rate are used. The emitter whose lateral shape is substantially defined by these (68, 74, 75) is also defined by the polycrystalline silicon layer 54a and the patterning mask. D shown in FIG. 1 (D) is the element size, typically 4.5 μm, while d is the aperture size, typically 1.5 μm.

第1(E)図では、エミッタ電極が作られバイポーラ
トランジスタが完成している。なお、エミッタ電極と同
時にベース電極,コレクタ電極,基板コンタクト電極,
抵抗コンタクト電極も作られるが、これらの電極は周知
であるため図示しない。第1(D)図以降では、エミッ
タ開孔内に多結晶シリコン76を埋込み、n型不純物を多
結晶シリコン76にイオン注入し、アニールして厚さ0.2
μm以下,平均濃度1020〜1021cm-3のエミッタ84を形成
し、次にCVD法により酸化膜(SiO2膜)77を形成し、前
述の多結晶シリコン76を表出させ、最後にエミッタ電極
80を形成する。上述の工程により内部ベース82も形成さ
れる。n型不純物としてAsを用いる場合のイオン注入条
件はエネルギ80〜100kev,ドーズ量1015〜1016cm-2,アニ
ール条件は950〜1000℃,約10分である。
In FIG. 1 (E), an emitter electrode is formed and a bipolar transistor is completed. At the same time as the emitter electrode, the base electrode, collector electrode, substrate contact electrode,
Resistive contact electrodes are also made, but these electrodes are not shown because they are well known. After FIG. 1 (D), polycrystalline silicon 76 is buried in the emitter opening, and n-type impurities are ion-implanted into polycrystalline silicon 76 and annealed to a thickness of 0.2.
An emitter 84 having a thickness of less than μm and an average concentration of 10 20 to 10 21 cm −3 is formed, and then an oxide film (SiO 2 film) 77 is formed by a CVD method to expose the above-mentioned polycrystalline silicon 76 and finally. Emitter electrode
Form 80. The internal base 82 is also formed by the process described above. When As is used as the n-type impurity, the ion implantation conditions are an energy of 80 to 100 kev, a dose amount of 10 15 to 10 16 cm -2 , and an annealing condition of 950 to 1000 ° C. for about 10 minutes.

以上の説明と導電型が逆な場合にも本発明法を実施で
きるのは明瞭であろう。
It will be apparent that the method of the present invention can be carried out even when the conductivity type is opposite to the above description.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、ベース引出電極となる多結晶シリコ
ン層の下地マスクに開孔を設ける工程が削減される。
According to the present invention, the step of forming an opening in the base mask of the polycrystalline silicon layer which will be the base extraction electrode can be omitted.

さらに、ノンドープ多結晶シリコンをベース引出電極
の出発材料として用いるために、P型領域およびn型領
域をイオン注入で自由に選択することが可能になる。
Furthermore, since the non-doped polycrystalline silicon is used as the starting material for the base extraction electrode, the P-type region and the n-type region can be freely selected by ion implantation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1(A)−(E)図は本発明の実施例を示す工程図、 第2図および第3図は従来技術を示す工程図である。 50……P型シリコン基板、 52……n-エピタキシャル層、 53……パッシベーション(SiO2)膜、 54……ノンドープ多結晶シリコン層、 59……アイソレーション用酸化膜、 62……基板コンタクト領域、 65……SiO2膜、66……開孔、 68……ベース酸化膜、70……外部ベース、 74……SiO2膜、 75……多結晶シリコン、 80……電極、84……エミッタ。1 (A)-(E) are process drawings showing an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are process drawings showing a conventional technique. 50 …… P-type silicon substrate, 52 …… n - epitaxial layer, 53 …… Passivation (SiO 2 ) film, 54 …… Non-doped polycrystalline silicon layer, 59 …… Isolation oxide film, 62 …… Substrate contact region , 65 …… SiO 2 film, 66 …… opening, 68 …… base oxide film, 70 …… external base, 74 …… SiO 2 film, 75 …… polycrystalline silicon, 80 …… electrode, 84 …… emitter .

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−81863(JP,A) 特開 昭58−154267(JP,A) 特開 昭53−5578(JP,A) 特開 昭60−80274(JP,A) 特開 昭56−27965(JP,A) 特開 昭56−94770(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-60-81863 (JP, A) JP-A-58-154267 (JP, A) JP-A-53-5578 (JP, A) JP-A-60- 80274 (JP, A) JP 56-27965 (JP, A) JP 56-94770 (JP, A)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】(ア)半導体基板上に単結晶シリコン層を
形成する工程と、 (イ)該単結晶シリコン層の表面を選択的に酸化して、
コレクタコンタクト、基板コンタクト、ベース領域等す
べての導通領域の形成予定領域を画定する工程と、 (ウ)第1のノンドープ多結晶シリコンを、該コレクタ
コンタクト、該基板コンタクト、該ベース領域等すべて
の導通領域の形成予定領域が単一のマスクパターンで同
時に画定される様に形成する工程と、 (エ)該ベース形成予定領域表面上に形成された該第1
の多結晶シリコン層内に選択的に一導電型の不純物を導
入するとともに、該コレクタコンタクト形成予定領域に
形成された該第1の多結晶シリコン層を介して反対導電
型の不純物を導入することによりコレクタコンタクト領
域を形成する工程と、該基板コンタクト形成領域に形成
された該第1の多結晶シリコン層を介して一導電型の不
純物を導入することにより基板コンタクト領域を形成す
る工程と、 (オ)コレクタコンタクト領域、基板コンタクト領域及
びベース形成予定領域表面に形成された該多結晶シリコ
ンを被覆するように、絶縁層を形成する工程と、 (カ)該ベース形成予定領域上の該絶縁層および第1の
多結晶シリコン層の一部を除去して該単結晶シリコン層
を表出させ、内部ベース形成予定領域を画定する工程
と、 (キ)該第1の多結晶シリコン層内に導入した該不純物
を該ベース形成予定領域に選択的に拡散させて、該単結
晶シリコン層内に外部ベース領域を形成する工程と、 (ク)該内部ベース形成予定領域に一導電型の不純物を
導入し、内部ベース領域を形成する工程と、 (ケ)該内部ベース領域上における該絶縁層および該第
1の多結晶シリコン層の側壁にサイドウォールを形成
し、エミッタ形成予定領域を画定する工程と、および (コ)半導体基板の該ベース領域上に第2の多結晶シリ
コン層を形成した後、該第2の多結晶シリコン層を介し
て該内部ベース領域内に選択的に反対導電型の不純物を
導入し、エミッタ領域を形成する工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造法。
1. A process of forming a single crystal silicon layer on a semiconductor substrate, and (a) selectively oxidizing a surface of the single crystal silicon layer,
A step of defining a planned formation region of all conductive regions such as collector contact, substrate contact, base region, and (c) conducting the first non-doped polycrystalline silicon on all conductive regions such as the collector contact, the substrate contact and the base region. A step of forming the regions to be formed so that the regions to be formed are simultaneously defined by a single mask pattern, and (d) the first portion formed on the surface of the base formation region.
Selectively introducing an impurity of one conductivity type into the polycrystalline silicon layer, and introducing an impurity of the opposite conductivity type through the first polycrystalline silicon layer formed in the region for forming the collector contact. And a step of forming a substrate contact region by introducing an impurity of one conductivity type through the first polycrystalline silicon layer formed in the substrate contact formation region by: E) a step of forming an insulating layer so as to cover the polycrystalline silicon formed on the surfaces of the collector contact region, the substrate contact region and the base formation region, and (f) the insulation layer on the base formation region. And a step of removing a part of the first polycrystalline silicon layer to expose the single crystalline silicon layer to define a region where an internal base is to be formed. A step of selectively diffusing the impurities introduced into the first polycrystalline silicon layer into the region where the base is to be formed to form an external base region within the single crystal silicon layer; A step of introducing an impurity of one conductivity type into the region to form an internal base region, and (iv) forming a sidewall on the side wall of the insulating layer and the first polycrystalline silicon layer on the internal base region, Defining a region where an emitter is to be formed, and (co) forming a second polycrystalline silicon layer on the base region of the semiconductor substrate, and then, in the internal base region through the second polycrystalline silicon layer. And a step of selectively introducing an impurity of opposite conductivity type to form an emitter region, and a method of manufacturing a semiconductor device.
【請求項2】前記第1のノンドープ多結晶シリコン層内
への不純物の導入工程において、不純物の濃度が表面で
は高く、界面では低い濃度勾配を該多結晶シリコン層内
に作り、かつ前記単結晶シリコン層との界面における不
純物濃度が1018cm-3以下であるようにすることを特徴と
する特許請求の範囲第1項に記載の半導体装置の製造
法。
2. In the step of introducing an impurity into the first non-doped polycrystalline silicon layer, a concentration gradient of the impurity is high on the surface and low at the interface in the polycrystalline silicon layer, and the single crystal is formed. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the impurity concentration at the interface with the silicon layer is 10 18 cm -3 or less.
JP61053604A 1986-03-13 1986-03-13 Semiconductor device manufacturing method Expired - Fee Related JP2557840B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61053604A JP2557840B2 (en) 1986-03-13 1986-03-13 Semiconductor device manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61053604A JP2557840B2 (en) 1986-03-13 1986-03-13 Semiconductor device manufacturing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62211949A JPS62211949A (en) 1987-09-17
JP2557840B2 true JP2557840B2 (en) 1996-11-27

Family

ID=12947488

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61053604A Expired - Fee Related JP2557840B2 (en) 1986-03-13 1986-03-13 Semiconductor device manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2557840B2 (en)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6020903B2 (en) * 1976-07-05 1985-05-24 三菱電機株式会社 Manufacturing method of semiconductor device
JPS5627965A (en) * 1979-08-15 1981-03-18 Nec Corp Manufacture of semiconductor device
JPS5694770A (en) * 1979-12-28 1981-07-31 Nec Corp Transistor
US4431460A (en) * 1982-03-08 1984-02-14 International Business Machines Corporation Method of producing shallow, narrow base bipolar transistor structures via dual implantations of selected polycrystalline layer
JPS6080274A (en) * 1983-10-07 1985-05-08 Hitachi Ltd Semiconductor device and manufacture thereof
JPS6081863A (en) * 1983-10-12 1985-05-09 Fujitsu Ltd Manufacture of semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
JPS62211949A (en) 1987-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0170250B1 (en) Bipolar transistor and method for producing the bipolar transistor
JPH0628266B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH0640582B2 (en) Method for manufacturing insulating gate field effect transistor
EP0314600B1 (en) Self-aligned polysilicon emitter and contact structure for high performance bipolar transistors
JP3098848B2 (en) Self-aligned planar monolithic integrated circuit vertical transistor process
JPH06101473B2 (en) Semiconductor device
US4191595A (en) Method of manufacturing PN junctions in a semiconductor region to reach an isolation layer without exposing the semiconductor region surface
JPH0812865B2 (en) Bipolar transistor and manufacturing method thereof
JPH0646638B2 (en) Vertical bipolar transistor and method of manufacturing the same
JPH0241170B2 (en)
JPS6133253B2 (en)
JP2557840B2 (en) Semiconductor device manufacturing method
JPH0581051B2 (en)
JPS624339A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JP2812298B2 (en) Manufacturing method of bipolar transistor
JP2745946B2 (en) Method for manufacturing semiconductor integrated circuit
JPH0126186B2 (en)
JPS63287061A (en) Method of forming bipolar transistor with close device regions
JP2573303B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP3077638B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH0579186B2 (en)
JPS62243360A (en) Manufacture of semiconductor device
JPS617664A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JPS6170757A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JPH07120670B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees