JPH02275639A - 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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JPH02275639A
JPH02275639A JP9796989A JP9796989A JPH02275639A JP H02275639 A JPH02275639 A JP H02275639A JP 9796989 A JP9796989 A JP 9796989A JP 9796989 A JP9796989 A JP 9796989A JP H02275639 A JPH02275639 A JP H02275639A
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Chizuko Takai
高井 千鶴子
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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〕 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特にバイポーラ
2トランジスタを含む半導体装置の製造方法に関する。
〔従来の技術〕
従来、高速動作するバイポーラ・トランジスタを実現す
るためには浅い接合の形成と微細化による接合容量の減
少が重要であるが、前者に対しては酸化膜等を介して加
速電圧を下げてイオン注入を行なう方法及び短時間の熱
拡散による方法が行なわれており、後者に対しては自己
整合でデバイスを形成する方法としてS S T (5
uper Self−aligned Process
 Technology)と呼ばれる技術がある。SS
Tについては、例えば、長田穣編、高速バイポーラデバ
イス、(倍風館)、278〜281頁に解説されている
第3図(a)〜(e)は従来のSSTによるバイポーラ
・トランジスタの製造方法を説明するための工程j頃に
示した半導体チップの断面図である。
まず、第3図(a)に示すように、P型半導体基板1に
N型埋込層21を形成し、N型エピタキシャル層2を成
長させる。LOCO3法を用いて酸化膜6を形成して絶
縁分離層とし、素子領域を区画する。表面に薄い窒化膜
31、ノンドープの多結晶シリコン層32、窒化膜33
を順次堆積する。窒化膜33を選択除去し、窒化膜3.
3を耐酸化性マスクにして熱酸化して露出している多結
晶シリコン層32の一部を酸化膜34に変換する。
ベース電極となる部分の多結晶シリコン層にのみホウ素
をイオン注入する。そして、エミッタ領域とベース領域
に相当する部分の多結晶シリコン層32を選択除去する
次に、第3図(b)に示すように、熱酸化して多結晶シ
リコン層32の表面に酸化膜35を形成した後、窒化膜
33を除去する。このとき、窒化膜31をサイドエツチ
ングして多結晶シリコン層32がオーバーハング状態と
なるようにする。
次に、第3図(c)に示すように、ノンドープの多結晶
シリコン層36を堆積してオーバーハング部を多結晶シ
リコンで埋めた後、この埋込んだ部分以外の多結晶シリ
コン層を除去する。
次に、第3図(d)に示すように、熱酸化して、多結晶
シリコン層36の表面に酸化膜37を形成した後、ホウ
素をイオン注入してP型のベース領域38を形成する。
再びノンドープの多結晶シリコン層を堆積した後、上方
から異方性エツチングを行って開口部側面にのみ多結晶
シリコン層39を残す。この多結晶シリコン層39をマ
スクにして酸化膜37をエツチングして窓をあける。
次に、第3図(e)に示すように、ノンドープの多結晶
シリコンM40を開口部にのみ堆積し、N型不純物のイ
オン注入を行ってノンドープの多結晶シリコン層32.
40をN型にする。熱処理してN型不純物を拡散させて
N型エミッタ領域41を形成する。酸化膜35を選択エ
ツチングして窓をあけ、金属膜を蒸着、バターニングし
てエミッタ電極42A、ベース電ff142B及びコレ
クタ電極42Cを形成する。
以上説明したように、SSTを用いると1枚のホトマス
クを使用するのみなので、マスク目金せマージをとる必
要がなく、自己整合で、かつ微細化をしたトランジスタ
を形成することができ、従ってコレクタ・ベース間接合
容量を小さくすることができ、高速動作をするトランジ
スタを製造することができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来の技術では、電極形成工程でのエミッタお
よびベース電極42A、42Bの間隔は、解像寸法、目
合せ精度、エツチングというリソグラフィ技術での微細
化の限界により決まってしまい、それ以上の微細化はで
きないという欠点がある。
上述した従来のトランジスタの製造方法に対し本発明は
、ベース電極とエミッタ電極の形成を異なった工程で行
うため、ベース・エミッタ電極間隔をリソグラフィ技術
の限界より狭くでき、各電極の占める面積を小さくでき
るという相違点を有する。
〔課題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、−導電型半導体基板
上に一導電型エピタキシャル層を形成したのち選択酸化
を行ない島状の素子形成領域を形成する工程と、逆導電
型不純物を導入し素子形成領域内の前記エビタキシャ、
ル層表面にベース層を形成する工程と、前記ベース層上
の中心部に延在する一導電型エミッタ層を形成する工程
と、前記エミッタ層を絶縁膜で覆ったのち該絶縁膜で分
離されエミッタ層より長さの短いベース電極を形成する
工程と、前記ベース電極の表面を含む全面に絶縁膜を形
成したのち前記エミッタ層の端部に接続するコンタクト
ホールを形成する工程とを含んで構成される。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
第1図(a)〜(h)及び第2図は本発明の第1の実施
例を説明するための工程順に示した半導体チップの断面
図及び素子形成領域における電極の平面図である。
まず、第1図(a)に示すように、N型半導体基板2上
にN型エピタキシャル層2Aを形成したのち選択酸化を
行ない、酸化膜6を形成して島状の素子形成領域を形成
する。この時N型エピタキシャル層2Aと2000Å以
上の段差が形成されるように酸化膜6を厚くする。
次に第1図(b)に示すように、ホウ素等のP型不純物
をイオン注入し、N型エピタキシャル層2Aの表面にP
型のベース層4を形成する。次で全面にCVD法により
酸化膜3を形成したのち、異方性ドライエツチング法に
よりエツチングし、酸化膜6の側壁部のみに残す。
次に第1図(C)に示すように、MBE法を用いて、全
面に例えば1×1021〜I X 10 ’9cm−3
のN型層を成長させると、ベース層4上にはN型単結晶
からなるエミッタ層5、酸化膜上には多結晶シリコン層
7が成長する。このとき、エミッタ層5と多結晶シリコ
ン層7は下地の段差により不連続とすることができる。
続けてCVD法により、1000〜2000人程度の酸
化膜8を成長させる。
次に第1図(d)に示すように、全面にフォトレジスト
を塗布したのちエッチバック法によりエミッタ層5上の
凹部にのみフォトレジスト9を残し、このフォトレジス
ト9をマスクに酸化膜8゜多結晶シリコン層7及び、酸
化膜3.6をエツチングする。
次に第1図(e)に示すように、フォトレジスト9を除
去後、全面にCVD法により酸化膜を500〜2000
人の厚さに成長させ、次で異方性エツチング法によりエ
ツチングし、側壁酸化膜8Aのみを残す、この操作によ
りエミッタ層5は、酸化膜8.8Aにより覆われる。
次に、ベース電極用の金属層を全面に形成したのちバタ
ーニングし、第2図に示したように、エミッタ層5より
短いベース電[10を形成する。
尚、このベース電極はエミッタ層5を覆うように形成し
てもよい。
次に第1図(f)に示すように、全面に眉間絶縁膜11
を成長させる0次に第1図(g)(h)及び第2図に示
すように、エミッタ層らの端部における眉間絶縁膜11
にコンタクトホール13を形成したのち金属層を形成し
、パターニングしてエミッタ電極12を形成する。
なお、第1図(g)及び第1図(h)は、それぞれ第2
図におけるA−A’線及びB−B’線断面図である。
このように本実施例によれば、ベース電極10とエミッ
タ電極12とを別の工程により形成するため、ベース電
極10とのエミッタ電極12との間隔はりソグラフィ技
術の限界に制約を受けることはなくなり、エミッタ電極
とベース電極の占める面積を小さくすることができる。
なお、上記実施例においてはエミッタ層5を単結晶シリ
コン層で形成した場合について説明したが、単結晶シリ
コン層と低抵抗のシリサイド層との2層構造とし、エミ
ッタの低抵抗化を図ることもできる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、ベース層上にエミッタ層
を形成し、このエミッタ層の全面を絶縁膜で覆ったのち
ベース電極を形成し、更にエミッタ電極を眉間絶縁膜を
介して形成することにより、従来のりソグラフイ技術の
限界で決まるエミッタ・ベース電極間隔を更に縮めるこ
とができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明の一実施例を説明するための
半導体チップの断面図及び素子形成領域における電極の
平面図、第3図は従来のSST技術によるバイポーラト
ランジスタの製造方法を説明するための半導体チップの
断面図である。 l・・・P型半導体基板、2・・・N型半導体基板、2
A・・・N型エピタキシャル層、3・・・酸化膜、4・
・・ベース層、5・・・エミッタ層、6・・・酸化膜、
7・・・多結晶シリコン層、8,8A・・・酸化膜、9
・・・フォトレジスト、10・・・ベース電極、11・
・・層間絶縁膜、12・・・エミッタ電極、13・・・
コンタクトホ−ル。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 一導電型半導体基板上に一導電型エピタキシャル層を形
    成したのち選択酸化を行ない島状の素子形成領域を形成
    する工程と、逆導電型不純物を導入し素子形成領域内の
    前記エピタキシャル層表面にベース層を形成する工程と
    、前記ベース層上の中心部に延在する一導電型エミッタ
    層を形成する工程と、前記エミッタ層を絶縁膜で覆った
    のち該絶縁膜で分離されエミッタ層より長さの短いベー
    ス電極を形成する工程と、前記ベース電極の表面を含む
    全面に絶縁膜を形成したのち前記エミッタ層の端部に接
    続するコンタクトホール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方法。
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