JP2579999B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、半導体集積回路の形成に適用し特に有効な
技術に関するもので、さらに詳しくは、高速バイポート
ランジスタの製造に利用して有効な技術に関するもので
ある。The present invention relates to a technique which is particularly effective when applied to the formation of a semiconductor integrated circuit. More specifically, the present invention relates to a technique which is effective when used for manufacturing a high-speed bipolar transistor. It is about technology.
[従来の技術] SEPT(Selective Etching of Polysilicon Technog
y)に代表されるSST(Super Self−aligned Process Te
chnology)によって製造される半導体装置にあっては、
ベース接触穴外側にMIS(Metal Insulator Semiconduct
or)構造のコンデンサが形成される。このようなSSTバ
イポーラトランジスタについては1986年4月発行IEEE
「TRNSACTIONS ON ELECTRON DEVICES」Vol.ED−33,No4
p526〜p531および特公昭55−27469号に記載されてい
る。その概要を説明すれば以下のとおりである。[Conventional technology] SEPT (Selective Etching of Polysilicon Technog)
y) SST (Super Self-aligned Process Te)
chnology).
MIS (Metal Insulator Semiconduct
or) A capacitor having a structure is formed. Such an SST bipolar transistor was published in April 1986 by IEEE.
`` TRNSACTIONS ON ELECTRON DEVICES '' Vol.ED-33, No4
p526 to p531 and JP-B-55-27469. The outline is as follows.
第4図にはSEPTによって製造されたバイポーラトラン
ジスタが示されており、Eはエミッタ、Bはベース、C
はコレクタをそれぞれ表わしている。FIG. 4 shows a bipolar transistor manufactured by SEPT, where E is the emitter, B is the base, C
Represents a collector, respectively.
このバイポーラトランジスタにあっては、ベース接触
穴が素子領域の内側に形成され、ベース領域1の一部を
構成するグラフトベース1aにコンタクトするベース引出
し電極2がSiO2膜3およびSi3N4膜4を介してコレクタ
領域5に対峙されている。その結果、第5図に示すよう
にベース引出し電極2、絶縁膜(SiO2膜3,Si3N4膜4)
およびコレクタ領域5の間でMIS構造のコンデンサが構
成されることになる。なお、第4図において符号6はエ
ミッタ領域を表わしている。In this bipolar transistor, a base contact hole is formed inside the element region, and a base extraction electrode 2 that contacts a graft base 1a constituting a part of the base region 1 is formed of an SiO 2 film 3 and a Si 3 N 4 film. 4 faces the collector region 5. As a result, as shown in FIG. 5, the base extraction electrode 2 and the insulating film (SiO 2 film 3, Si 3 N 4 film 4)
A capacitor having an MIS structure is formed between the capacitor and the collector region 5. In FIG. 4, reference numeral 6 denotes an emitter region.
[発明が解決しようとする課題] ところで、上記のようなバイポーラトランジスタにお
けるコレクタ・ベース間容量(Cjc)は、真性ベース容
量とグラフトベース容量のMIS容量との和で表わされ、
このうちグラフトベース容量とのMIS容量とがコレクタ
・ベース間容量の大部分を占め、それらがバイポーラト
ランジスタの高速化の阻害となっていた。したがって、
例えばMIS容量の低減を図り、バイポーラトランジスタ
の高速化を図ることが望まれるが、MISコンデンサにお
いては絶縁膜直下に形成される空乏層の厚さが絶縁膜の
厚さに大きく依存するため、MIS容量を低減することは
困難であった。[Problem to be Solved by the Invention] Meanwhile, the collector-base capacitance (Cjc) in the bipolar transistor as described above is represented by the sum of the intrinsic base capacitance and the MIS capacitance of the graft base capacitance,
Of these, the graft-base capacitance and the MIS capacitance occupy the majority of the collector-base capacitance, which hinders the speeding up of the bipolar transistor. Therefore,
For example, it is desired to reduce the MIS capacitance and increase the speed of the bipolar transistor. However, in the MIS capacitor, the thickness of the depletion layer formed immediately below the insulating film greatly depends on the thickness of the insulating film. It was difficult to reduce the capacity.
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、コレクタ
・ベース間容量を低減し、バイポーラトランジスタの高
速化を図ることを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to reduce the collector-base capacitance and increase the speed of a bipolar transistor.
この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴
については、本明細書の記述および添附図面から明らか
になるであろう。The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
[課題を解決するための手段] 本願において開示される発明のうち代表的なものの概
要を説明すれば、下記のとおりである。本発明に係る半
導体装置の製造方法では、素子間分離用絶縁膜によって
第1導電型の半導体基板主面の各素子領域を分離し、前
記素子領域の表面に酸化珪素膜、窒化珪素膜、多結晶珪
素膜、酸化珪素膜、窒化珪素膜を順次形成し、この上に
パターン形成したフォトレジストおよび被膜をマスクと
して、その直下の窒化珪素膜を選択的にエッチングし、
前記フォトレジスト被膜及びその直下の窒化珪素膜をマ
スクとして、前記多結晶珪素膜及び前記半導体基板主面
に第2導電型不純物のイオン打込みを行ない、前記窒化
珪素膜を再びマスクとして用い、直下の酸化珪素膜に等
方性のエッチングを行い、前記酸化珪素膜をサイドエッ
チングした後に、マスクとして用いた窒化珪素膜を除去
し、前記サイドエッチングを行なった酸化珪素膜をマス
クとして、ノンドープ多結晶珪素膜を選択的に除去する
エッチングを直下の多結晶珪素膜に行ない、ドープ多結
晶珪素膜及び前記マスク直下のノンドープ多結晶珪素膜
を残存させ、前記ノンドープ多結晶珪素膜及びドープ多
結晶珪素膜をマスクとして直下の窒化珪素膜をエッチン
グした後に、残存しているノンドープ多結晶珪素膜を選
択的に除去し、前記窒化珪素膜をマスクとして直下の酸
化珪素膜を選択的にエッチング除去して半導体基板主面
を部分的に露出させ、 ノンドープ多結晶珪素膜を全面に堆積させてアニール
を行ない、前記ドープ多結晶珪素膜からの拡散によっ
て、前記ノンドープ多結晶珪素膜にマスクされて残存し
たエミッタ穴開口部分となる窒化珪素膜の中心部分を除
いたノンドープ多結晶珪素膜をドープ多結晶珪素膜と
し、前記部分的に露出した半導体基板主面から拡散する
不純物によってグラフトベース領域を形成し、前記エミ
ッタ穴開口部分となるノンドープ多結晶珪素膜を選択的
に除去し、前記ドープ多結晶珪素膜の表面酸化を行な
い、前記窒化珪素膜及び酸化珪素膜のエミッタ穴開口と
なる部分をエッチング除去した後に、エミッタ電極とな
る多結晶珪素膜を堆積させたものである。[Means for Solving the Problems] The outline of a typical invention among the inventions disclosed in the present application is as follows. In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, each element region on the main surface of the semiconductor substrate of the first conductivity type is separated by an insulating film for element isolation, and a silicon oxide film, a silicon nitride film, A crystalline silicon film, a silicon oxide film, and a silicon nitride film are sequentially formed, and a photoresist and a film patterned thereon are selectively used as a mask to selectively etch a silicon nitride film thereunder.
Using the photoresist film and the silicon nitride film immediately below the mask as a mask, ion implantation of a second conductivity type impurity is performed on the polycrystalline silicon film and the main surface of the semiconductor substrate, and the silicon nitride film is again used as a mask, The silicon oxide film is isotropically etched, the silicon oxide film is side-etched, then the silicon nitride film used as a mask is removed, and the side-etched silicon oxide film is used as a mask to form non-doped polycrystalline silicon. An etching for selectively removing the film is performed on the polycrystalline silicon film immediately below, leaving the doped polycrystalline silicon film and the non-doped polycrystalline silicon film immediately below the mask, and removing the non-doped polycrystalline silicon film and the doped polycrystalline silicon film. After etching the silicon nitride film immediately below as a mask, the remaining non-doped polycrystalline silicon film is selectively removed, and Using the silicon nitride film as a mask, the silicon oxide film underneath is selectively etched away to partially expose the main surface of the semiconductor substrate, a non-doped polycrystalline silicon film is deposited over the entire surface, and annealing is performed. A non-doped polycrystalline silicon film excluding the central portion of the silicon nitride film which is masked by the non-doped polycrystalline silicon film and becomes the opening of the emitter hole remaining by masking the non-doped polycrystalline silicon film is formed as a doped polycrystalline silicon film. Forming a graft base region with impurities diffused from the exposed main surface of the semiconductor substrate, selectively removing the non-doped polycrystalline silicon film which becomes the emitter hole opening, performing surface oxidation of the doped polycrystalline silicon film, After removing the portions of the silicon nitride film and the silicon oxide film that will become the emitter hole openings, a polycrystalline silicon film to be the emitter electrode is deposited. It is those that were.
[作用] 上記した本発明によれば、サイドエッチングを利用し
たセルフアラインによってベース、エミッタを形成する
ことが可能であり、かつ、酸化珪素膜及び窒化珪素膜を
介してベース引出し電極とベース領域とが対峙している
ので、MISコンデンサが形成されず、コレクタ・ベース
間容量を低減し、バイポーラトランジスタの高速化を図
るという上記目的が達成される。[Operation] According to the present invention described above, the base and the emitter can be formed by self-alignment using side etching, and the base extraction electrode and the base region can be formed through the silicon oxide film and the silicon nitride film. Therefore, no MIS capacitor is formed, and the above-described object of reducing the collector-base capacitance and increasing the speed of the bipolar transistor is achieved.
[実施例] 以下、本発明に係る半導体装置の実施例を図面に基づ
いて説明する。Example An example of a semiconductor device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図には実施例に係るバイポーラトランジスタが示
されている。FIG. 1 shows a bipolar transistor according to the embodiment.
同図のバイポーラトランジスタはSEPTによって製造さ
れたバイポーラトランジスタであって、Eはエミッタ、
Bはベース、Cはコレクタをそれぞれ表わしている。、 このバイポーラトランジスタは素子領域とエミッタ領
域11とが非セルフアラインで形成されている。そして、
このバイポーラトランジスタにおいては、ベース接触穴
の全部又は一部が素子領域の内側に形成されると共に、
ベース領域12が素子分離領域にまで亘って延設されてい
る。つまり、MIS構造の絶縁膜を構成するSiO2膜13およ
びSi3N4膜14直下がベース領域12の一部を構成する低濃
度半導体領域12aとなっており、この低濃度半導体領域1
2aはグラフトベース12bに連設されている。なお、同図
において符号24はベース引出し電極を表わしている。The bipolar transistor shown in the figure is a bipolar transistor manufactured by SEPT, where E is an emitter,
B represents a base and C represents a collector. In this bipolar transistor, the element region and the emitter region 11 are formed in a non-self-aligned manner. And
In this bipolar transistor, all or a part of the base contact hole is formed inside the element region, and
The base region 12 extends to the element isolation region. In other words, immediately below the SiO 2 film 13 and the Si 3 N 4 film 14 constituting the insulating film of the MIS structure is the low-concentration semiconductor region 12 a constituting a part of the base region 12.
2a is connected to the graft base 12b. In the figure, reference numeral 24 represents a base extraction electrode.
次に、第1図および第2図(A)〜(F)を用いて上
記バイポーラトランジスタの製造方法を説明する。Next, a method of manufacturing the bipolar transistor will be described with reference to FIGS. 1 and 2A to 2F.
先ずP-型Si基板15上にSiO2膜を形成してから、このSi
O膜の適当な位置に埋込拡散層用のパターンの穴を開
け、このSiO2膜をマスクとして、ひ素(AS)もしくはア
ンチモン(Sb)等のN型不純物を熱拡散してN+型埋込層
16を形成する。そして、マスクとされた上記SiO2膜を除
去してからエピタキシャル成長法によりN型エピタキシ
ャル層17を全面的に成長させる。その後、エピタキシャ
ル層17の表面を酸化させた後Si3N4をCVD(Chemical Vap
or Deposition)法によって形成し、アイソレーション
・パターン形成用のフォトレジスト加工を行ない、SiO2
/Si3N4膜のエッチングを行なう。そして、残りのSi3N4
膜をマスクとしてエピタキシャル層17のエッチングを行
なう。次いで、チャネル防止用のP+型チャネルストッパ
18をボロンのイオンインプランテーション・アニールを
通じて形成する。その後、選択酸化を行なってアイソレ
ーション用のSiO2膜13を形成する。なお、ここではアイ
ソプレーナ法を用いてSiO膜13を形成したが、溝充填法
等を用いてCVD膜等のSiO2膜13を形成しても良いことは
勿論である。First, an SiO 2 film is formed on a P - type Si substrate 15 and then this Si
A hole of a pattern for a buried diffusion layer is formed at an appropriate position of the O film, and an N-type impurity such as arsenic (AS) or antimony (Sb) is thermally diffused using the SiO 2 film as a mask to form an N + type buried layer. Layer
Form 16. Then, after removing the SiO 2 film used as a mask, the N-type epitaxial layer 17 is entirely grown by an epitaxial growth method. Then, after oxidizing the surface of the epitaxial layer 17, Si 3 N 4 is CVD (Chemical Vap).
formed by or Deposition) method performs photoresist processing for isolation patterning, SiO 2
/ Si 3 N 4 film is etched. And the remaining Si 3 N 4
The epitaxial layer 17 is etched using the film as a mask. Next, a P + type channel stopper for channel prevention
18 is formed through boron ion implantation annealing. After that, selective oxidation is performed to form an SiO 2 film 13 for isolation. Here, although the SiO film 13 is formed by using the isoplanar method, it goes without saying that the SiO 2 film 13 such as a CVD film may be formed by using a groove filling method or the like.
以下、バイポーラトランジスタのアクティブ領域の製
造を中心に説明する。Hereinafter, description will be made focusing on the manufacture of the active region of the bipolar transistor.
上記のようにしてアイソレーション用SiO2膜13を形成
した後、その表面上にSi3N4膜14、ノンドープ多結晶Si1
9、SiO2膜20およびSi3N4膜21を順次形成し、フォトレジ
ストを塗布して、光触刻法によって素子領域となる部分
の上にエミッタ情報を有するフォトレジスト被膜22を形
成する。After forming the isolation SiO 2 film 13 as described above, the Si 3 N 4 film 14 and the non-doped polycrystalline Si 1
9. An SiO 2 film 20 and a Si 3 N 4 film 21 are sequentially formed, a photoresist is applied, and a photoresist film 22 having emitter information is formed on a portion to be an element region by a photolithography method.
次に、このフォトレジスト22をマスクとしてその直下
のSi3N4膜21を選択的にエッチングし、上記フォトレジ
スト被膜22および残りのSi3N421をマスクとしてボロン
(B)をイオンインプランテーションし、レジスト被膜
22を除去した後アニールを施す。これにより、マスク外
方部分がボロンドープ多結晶Si19a(ノンドープ多結晶S
i19と区別するため符号19aを用いる)となり、一方、マ
スク下側にはそのままノンドープ多結晶Si19が残ること
になる。また、そのとき同時にエピタキシャル層17内に
もセルフアラインでベース領域12の一部を構成するP-型
半導体領域12aを形成して第2図(A)の状態となる。
なお、この場合のP-型半導体領域12aの形成は、ボロン
のイオンインプランテーションのエネルギを考慮して一
時に行なうか、またはエネルギを変化させて複数回のス
テップに分けて行なうことによりなされる。Next, using the photoresist 22 as a mask, the Si 3 N 4 film 21 thereunder is selectively etched, and using the photoresist film 22 and the remaining Si 3 N 4 21 as a mask, boron (B) is ion-implanted. And resist coating
After removing 22, annealing is performed. As a result, the outer portion of the mask is boron-doped polycrystalline Si19a (non-doped polycrystalline S19a).
The symbol 19a is used to distinguish it from i19), while the non-doped polycrystalline Si19 remains on the lower side of the mask. At the same time, a P - type semiconductor region 12a constituting a part of the base region 12 is formed in the epitaxial layer 17 by self-alignment at the same time, and the state shown in FIG. 2A is obtained.
In this case, the formation of the P − -type semiconductor region 12a is performed at a time in consideration of the energy of boron ion implantation, or by changing the energy and performing a plurality of steps.
次いで、Si3N421をマスクにして等方性ドライエッチ
ングや弗酸系のウェットエッチングによりその下側のSi
O2膜20をエッチングする。このとき、第2図(B)のご
とくサイドエッチングが行なわれるようにする。したが
って、マスクとなったSi3N421よりもひとまわり小さな
セルフアラインのSiO2膜20が上記Si2N4膜21の下側に残
ることになる。Then, Si 3 N 4 of 21 the lower side by the wet etching of isotropic dry etching or hydrofluoric acid as a mask Si
The O 2 film 20 is etched. At this time, side etching is performed as shown in FIG. Therefore, the self-aligned SiO 2 film 20 slightly smaller than the Si 3 N 4 21 used as the mask remains below the Si 2 N 4 film 21.
それからマスクとなったSi3N4膜21を除去し、その下
側に位置した残部のSiO2膜20をマスクとしてヒドラジン
によりノンドープ多結晶Si19の選択エッチングを行なう
ことにより、その下側のSi3N4膜14の一部が露出して、
第2図(C)の状態になる。Then removed the Si 3 N 4 film 21 as a mask, by performing selective etching of the non-doped polycrystalline Si19 by hydrazine SiO 2 film 20 of the remaining parts located thereunder as a mask, the lower Si 3 some of the N 4 film 14 is exposed,
The state shown in FIG.
その後、マスクとした上記SiO2膜20を除去してから、
露出するSi3N4膜14を、ノンドープ多結晶Si19とボロン
ドープ多結晶Si19aをマスクとしてエッチングした後、
マスクとされたノンドープ多結晶Si19をヒドラジン等に
より除去して第2図(D)の状態となる。Then, after removing the SiO 2 film 20 used as a mask,
After etching the exposed Si 3 N 4 film 14 using the non-doped polycrystalline Si19 and the boron-doped polycrystalline Si19a as masks,
The non-doped polycrystalline Si19 used as a mask is removed with hydrazine or the like, and the state shown in FIG. 2D is obtained.
次いで、Si3N4膜14をマスクとしてSiO2膜13をエッチ
ングし、ノンドープ多結晶Si23を堆積させてアニールを
施す。すると、ボロンドープ多結晶Si19aからの拡散が
起こり、ノンドープ多結晶Si23はエミッタ穴開口部を除
いてボロンドープSi23aに変じる。次いで、ヒドラジン
を用いてノンドープ多結晶Si23をエッチングした後、ベ
ース引出し電極24(第1図)となるボロンドープ多結晶
Si19,23aをエッチングする(第2図(E))。Next, the SiO 2 film 13 is etched using the Si 3 N 4 film 14 as a mask, non-doped polycrystalline Si 23 is deposited, and annealing is performed. Then, diffusion from the boron-doped polycrystalline Si19a occurs, and the non-doped polycrystalline Si23 is changed to boron-doped Si23a except for the opening of the emitter hole. Then, after etching the non-doped polycrystalline Si23 using hydrazine, the boron-doped polycrystalline to become the base extraction electrode 24 (FIG. 1).
The Si19 and 23a are etched (FIG. 2 (E)).
そして、ボロンドープ多結晶Si23a,19aの表面酸化を
行なった後、エミッタ穴開口部分のSi3N4膜14,SiO膜13
をエッチングする。その後、エミッタ電極用ノンドープ
多結晶Siを堆積させ、ボロンをイオンインプランテーシ
ョンしてアニールを施す。これによりベース拡散が行な
われ、ベース領域12が形成される。次いで、ひ素をイオ
ンインプランテーションしてアニールを施す。これによ
りエミッタ拡散がなされ、エミッタ領域11となる半導体
領域が形成される。After the surface oxidation of the boron-doped polycrystalline Si 23a, 19a, the Si 3 N 4 film 14 and the SiO film 13
Is etched. Thereafter, non-doped polycrystalline Si for an emitter electrode is deposited, and boron is ion-implanted to perform annealing. Thereby, base diffusion is performed, and base region 12 is formed. Next, arsenic is ion-implanted and annealed. As a result, the emitter is diffused, and a semiconductor region serving as the emitter region 11 is formed.
その後、多結晶Siをエッチングしてエミッタ電極24を
形成する。Thereafter, the emitter electrode 24 is formed by etching the polycrystalline Si.
なお、上記実施例では、バイポーラトランジスタのア
クティブ領域の製造工程を主に説明し、コレクタ領域た
るN+型埋込層に接続されるコレクタ引出し口の形成工程
を省略して説明したが、コレクタ引出し口たるN+半導体
領域は、上記実施例のプロセスにおける適当な位置で、
イオン打ち込み法等によって素子領域の側法にSiO2膜13
を隔ててN+型埋込層16に達するように形成される。In the above embodiment, the manufacturing process of the active region of the bipolar transistor is mainly described, and the process of forming the collector outlet connected to the N + type buried layer as the collector region is omitted. The N + semiconductor region serving as the mouth is located at an appropriate position in the process of the above embodiment,
SiO 2 film 13 on the side of the device region by ion implantation etc.
It is formed so as to reach the N + type buried layer 16 with a space therebetween.
上記した構造のバイポーラトランジスタによれば、Si
O2膜13およびSi3N4膜14を介してベース引出し電極24と
ベース領域12とが対峙しているので、MISコンデンサが
形成されず、MISコンデンサの存在に起因するコレクタ
・ベース容量の増加はなく、一方、MIS構造を構成する
絶縁膜の下側に位置するベース領域12とエピタキシャル
層17(コレクタ領域)との接合部に空乏層が新たに形成
されるが、12aは低濃度半導体領域となっているため、
この低濃度半導体領域12aに逆バイアスが加わった場合
第3図に破線で示す如くその接合面より上下方に空乏層
が延び、従来のMISコンデンサのときよりも空乏層が拡
大されるという作用によって、容量が低減され、その結
果、コレクタ・ベース容量が全体として低減されること
になる。According to the bipolar transistor having the above structure, Si
Since the base extraction electrode 24 and the base region 12 face each other via the O 2 film 13 and the Si 3 N 4 film 14, no MIS capacitor is formed, and an increase in the collector-base capacitance caused by the presence of the MIS capacitor On the other hand, a depletion layer is newly formed at the junction between the base region 12 and the epitaxial layer 17 (collector region) located below the insulating film constituting the MIS structure. Because,
When a reverse bias is applied to the low-concentration semiconductor region 12a, a depletion layer extends above and below the junction surface as shown by a broken line in FIG. 3, and the depletion layer is expanded as compared with the conventional MIS capacitor. , The capacitance is reduced, resulting in an overall reduction in the collector-base capacitance.
また、上記した構造のバイポーラトランジスタによれ
ば、低濃度半導体領域12aはベース接触穴外側に位置す
るため、真性ベースの浅接合に影響を与えず、しかもベ
ース抵抗の増加も回避できる。Further, according to the bipolar transistor having the above structure, since the low-concentration semiconductor region 12a is located outside the base contact hole, the low-concentration semiconductor region 12a does not affect the shallow junction of the intrinsic base, and the increase in the base resistance can be avoided.
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes can be made without departing from the gist of the invention. Nor.
上記では、MIS構造を構成するSiO2膜13,Si3N4膜14の
下側のベース領域12と延設させているが、コレクタ層で
あるエピタキシャル層17の表面濃度を低下させるように
しても良い。この場合にも同様な効果を得ることができ
る。その形成は例えば上記方法と同様にして行なえば良
い。In the above, the base region 12 under the SiO 2 film 13 and the Si 3 N 4 film 14 constituting the MIS structure is extended, but the surface concentration of the epitaxial layer 17 as the collector layer is reduced. Is also good. In this case, a similar effect can be obtained. The formation may be performed, for example, in the same manner as the above method.
なお、本デバイス構造を実施できるトランジスタの一
例を第6図(a),(b),(c),(d)に示す。た
だし本主旨の範囲内においてベース接触穴長さを制限す
る等さまざまな平面レイアウトも可能である。FIGS. 6A, 6B, 6C, and 6D show an example of a transistor that can implement the present device structure. However, various planar layouts such as limiting the length of the base contact hole are also possible within the scope of the present invention.
[発明の効果] 本願において開示される発明のうち代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりであ
る。[Effects of the Invention] The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、サイド
エッチングを利用したセルフアラインによってベース、
エミッタを形成することが可能であり、かつ、酸化珪素
膜及び窒化珪素膜を介してベース引出し電極とベース領
域とが対峙しているので、MISコンデンサが形成され
ず、コレクタ・ベース間容量を低減でき、その結果、素
子の高速化を図ることが可能となる。According to the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the base is formed by self-alignment using side etching,
Since an emitter can be formed and the base extraction electrode and the base region face each other via the silicon oxide film and the silicon nitride film, no MIS capacitor is formed and the collector-base capacitance is reduced. As a result, the speed of the element can be increased.
さらに本発明はベース領域をMIS領域の全部又は一部
に限定してもよいし、上記素子分離の一部に限定して使
用してもよい。Further, in the present invention, the base region may be limited to all or a part of the MIS region, or may be limited to a part of the element isolation.
第1図は本発明に係る半導体装置の実施例の縦断面図、 第2図(A)〜(F)は第1図の半導体装置の製造工程
を示す図、 第3図は第1図の半導体装置の作用説明図、 第4図は従来の半導体装置の縦断面図、 第5図は第4図の半導体装置の作用説明図、 第6図(a),(b),(c),(d)は、本発明が適
用可能なレイアウト図である。 12……ベース領域、12a……低濃度半導体領域、13……S
iO2膜、14……Si3N4膜、24……ベース引出し電極。1 is a longitudinal sectional view of an embodiment of a semiconductor device according to the present invention, FIGS. 2 (A) to 2 (F) are views showing a manufacturing process of the semiconductor device of FIG. 1, and FIG. 3 is a view of FIG. FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a conventional semiconductor device, FIG. 5 is a diagram illustrating the operation of the semiconductor device of FIG. 4, and FIGS. 6 (a), (b), (c), and FIG. (D) is a layout diagram to which the present invention can be applied. 12: Base region, 12a: Low-concentration semiconductor region, 13: S
iO 2 film, 14 ...... Si 3 N 4 film, 24 ...... base electrode.
Claims (1)
用絶縁膜を設け、各素子領域を分離する工程と、 前記素子領域の表面に酸化珪素膜、窒化珪素膜、多結晶
珪素膜、酸化珪素膜、窒化珪素膜を順次形成する工程
と、 前記上層の窒化珪素膜上にフォトレジスト被膜をパター
ン形成する工程と、 前記フォトレジスト被膜をマスクして、その直下の窒化
珪素膜を選択的にエッチングする工程と、 前記フォトレジスト被膜及びその直下の窒化珪素膜をマ
スクとして用い、前記多結晶珪素膜及び前記半導体基板
主面に第2導電型の不純物のイオン打込みを行なう工程
と、 前記窒化珪素膜を再びマスクとして用い、直下の酸化珪
素膜に等方性のエッチングを行ない、前記酸化珪素膜を
サイドエッチングした後に、マスクとして用いた窒化珪
素膜を除去する工程と、 前記サイドエッチングを行なった酸化珪素膜をマスクと
して用い、直下の多結晶珪素膜にノンドープ多結晶珪素
膜を選択的に除去するエッチングを行ない、ドープ多結
晶珪素膜及び前記マスク直下のノンドープ多結晶珪素膜
を残存させる工程と、 前記ノンドープ多結晶珪素膜及びドープ多結晶珪素膜を
マスクとしての直下の窒化珪素膜をエッチングした後
に、残存しているノンドープ多結晶珪素膜を選択的に除
去する工程と、 前記窒化珪素膜をマスクとして直下の酸化珪素膜を選択
的にエッチング除去して半導体基板主面を部分的に露出
させる工程と、 ノンドープ多結晶珪素膜を全面に堆積させてアニールを
行ない、前記ドープ多結晶珪素膜からの拡散によって、
前記ノンドープ多結晶珪素膜にマスクされて残存したエ
ミッタ穴開口部分となる窒化珪素膜の中心部分を除いた
ノンドープ多結晶珪素膜をドープ多結晶珪素膜とし、前
記部分的に露出した半導体基板主面から拡散する不純物
によってグラフトベース領域を形成する工程と、 前記エミッタ穴開口部分となるノンドープ多結晶珪素膜
を選択的に除去する工程と、 前記ドープ多結晶珪素膜の表面酸化を行なう工程と、 前記窒化珪素膜及び酸化珪素膜のエミッタ穴開口となる
部分をエッチング除去する工程と、 エミッタ電極となる多結晶珪素膜を堆積させる工程とを
備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。An element isolation insulating film is provided on a main surface of a semiconductor substrate of a first conductivity type to isolate each element region, and a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a polycrystalline silicon are formed on a surface of the element region. A step of sequentially forming a film, a silicon oxide film, and a silicon nitride film; a step of patterning a photoresist film on the upper silicon nitride film; and masking the photoresist film to form a silicon nitride film immediately therebelow. Selectively etching; and ion-implanting a second conductivity type impurity into the polycrystalline silicon film and the semiconductor substrate main surface using the photoresist film and a silicon nitride film immediately below the photoresist film as a mask; Using the silicon nitride film again as a mask, isotropic etching is performed on the silicon oxide film immediately below, and after the silicon oxide film is side-etched, the silicon nitride film used as the mask is removed. Using the silicon oxide film on which the side etching has been performed as a mask, and performing etching for selectively removing the non-doped polycrystalline silicon film from the polycrystalline silicon film immediately below, so that the doped polycrystalline silicon film and the mask immediately below the mask are removed. After the step of leaving the non-doped polycrystalline silicon film, and etching the silicon nitride film immediately below using the non-doped polycrystalline silicon film and the doped polycrystalline silicon film as a mask, and selectively removing the remaining non-doped polycrystalline silicon film. Removing the silicon oxide film directly below using the silicon nitride film as a mask to partially expose the main surface of the semiconductor substrate; and depositing a non-doped polycrystalline silicon film over the entire surface. Annealing is performed, and by diffusion from the doped polycrystalline silicon film,
A non-doped polycrystalline silicon film excluding a central portion of the silicon nitride film which becomes an opening portion of the emitter hole remaining by being masked by the non-doped polycrystalline silicon film is used as a doped polycrystalline silicon film, and the partially exposed semiconductor substrate main surface is formed. Forming a graft base region with impurities diffused from the substrate, selectively removing a non-doped polycrystalline silicon film to be the opening portion of the emitter hole, and performing a surface oxidation of the doped polycrystalline silicon film; A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of etching and removing a portion of a silicon nitride film and a silicon oxide film that becomes an emitter hole opening; and a step of depositing a polycrystalline silicon film to be an emitter electrode.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63114650A JP2579999B2 (en) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | Method for manufacturing semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01286464A JPH01286464A (en) | 1989-11-17 |
| JP2579999B2 true JP2579999B2 (en) | 1997-02-12 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2579999B2 (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63253664A (en) * | 1987-04-10 | 1988-10-20 | Sony Corp | Bipolar transistor |
-
1988
- 1988-05-13 JP JP63114650A patent/JP2579999B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01286464A (en) | 1989-11-17 |
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