JPH05259175A - 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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JPH05259175A
JPH05259175A JP5330992A JP5330992A JPH05259175A JP H05259175 A JPH05259175 A JP H05259175A JP 5330992 A JP5330992 A JP 5330992A JP 5330992 A JP5330992 A JP 5330992A JP H05259175 A JPH05259175 A JP H05259175A
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JP5330992A
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English (en)
Inventor
Shunji Nakamura
俊二 中村
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体装置の製造方法、特に、高速バイポー
ラトランジスタの製造方法に関し、ベース押し出し効果
を抑制するためのペデスタル領域の面積をセルフアライ
ンでさらに小さく形成し、ベース〜コレクタ間の寄生容
量を小さくして一層の高速化を実現するバイポーラトラ
ンジスタの製造方法を提供することを目的とする。 【構成】 一導電型半導体層1上に、エミッタ形成領域
に開口5を有するベース引き出し電極用の第1の導電層
3と絶縁層4とを積層形成し、開口5を介して反対導電
型不純物を導入して一導電型半導体層1に内部ベース領
域6を形成し、開口5の側壁に側壁絶縁層7を形成し、
側壁絶縁層7の形成された開口5内にエミッタ電極の一
部をなす第2の導電層8を形成し、第2の導電層8を貫
通して一導電型の不純物を導入してエミッタ形成領域直
下の内部ベース領域6下部に一導電型のペデスタル領域
9を形成するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方
法、特に、高速バイポーラトランジスタの製造方法に関
する。
【0002】より一層の高度情報社会の発展にともな
い、益々コンピュータの高速化が要求されている。この
要求に応えるためには、コンピュータを構成する部品で
ある集積回路素子のより一層の高速化が必要であり、さ
らに、この集積回路素子の構成要素であるトランジスタ
の高速化が必要である。
【0003】
【従来の技術】従来の方法で形成されたセルフアライン
型バイポーラトランジスタの本発明の要旨に係る主要部
の断面図を図4に示す。図において、1は例えばn-
のシリコン基板であり、2はフィールド絶縁層であり、
6はp型の内部ベース領域であり、12はp型の外部ベー
ス領域であり、3はポリシリコンよりなるベース引き出
し電極であり、4は二酸化シリコン層であり、7は開口
5の側壁に形成された二酸化シリコン層であり、9はn
型のペデスタル領域である。
【0004】ペデスタル領域9は、高電流注入領域にお
けるベース押し出し効果(カーク効果とも云う。)によ
るベース幅の広がりを抑えるために、内部ベース6の下
部に内部ベースと反対導電型の不純物が高濃度に導入さ
れた領域である。ベース幅の広がりを抑えることによっ
てカットオフ周波数の低下を防止し、トランジスタの高
速化を可能にするものである。
【0005】従来のペデスタルの形成方法としては、図
4(a)に示すように、ベース引き出し電極3と二酸化
シリコン層4とに形成されたエミッタ・ベース形成用開
口5を介してn- 型不純物をイオン注入するが、図4
(b)に示すように、開口5の側壁に二酸化シリコン層
7を形成した後に開口5を介してn- 型不純物をイオン
注入して、エミッタ領域直下の内部ベース6の下部に選
択的にn型ペデスタル領域9を形成する方法が知られて
いる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来のバイポーラトラ
ンジスタの製造方法においては、下記の(1)に示す利
点がある反面、(2)に示す欠点がある。 (1)セルフアラインによりエミッタあるいは内部ベー
スの直下にのみペデスタル領域を形成することができ
る。この部分は極めて微細な領域であるにもかゝわら
ず、高い解像度や高い位置合わせ精度を要求されるリソ
グラフィ技術を必要とすることなく形成することが可能
である。 (2)内部ベース直下のペデスタル領域の不純物濃度が
高くなるため、ベース〜コレクタ間の寄生容量が増加
し、バイポーラトランジスタの高速化を妨げる。
【0007】よって、前記(1)に示す利点を生かした
上で、(2)に示す欠点をさらに小さくすることが高速
化を図る上で必要である。本発明の目的は、ベース押し
出し効果を抑制するためのペデスタル領域の面積をセル
フアラインでさらに小さく形成し、ベース〜コレクタ間
の寄生容量を小さくして一層の高速化を実現するバイポ
ーラトランジスタの製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、一導電型
半導体層(1)上に、エミッタ形成領域に開口(5)を
有するベース引き出し電極用の第1の導電層(3)と絶
縁層(4)とを積層形成する工程と、前記の開口(5)
を介して反対導電型不純物を導入して前記の一導電型半
導体層(1)に内部ベース領域(6)を形成する工程
と、前記の開口(5)の側壁に側壁絶縁層(7)を形成
する工程と、この側壁絶縁層(7)の形成された前記の
開口(5)内にエミッタ電極の一部をなす第2の導電層
(8)を形成する工程と、この第2の導電層(8)を貫
通して一導電型の不純物を導入してエミッタ形成領域直
下の前記の内部ベース領域(6)下部に一導電型のペデ
スタル領域(9)を形成する工程とを有する半導体装置
の製造方法によって達成される。
【0009】
【作用】図1に原理説明図を示す。図4で示したものと
同一の部材は同一の記号で示してある。側壁絶縁層7の
形成された開口5にエミッタ電極の一部となる第2の導
電層8を形成して不純物をイオン注入すると、第2の導
電層8が半導体層1に接する領域のうち図1にAをもっ
て示す領域においては、不純物は第2の導電層8を貫通
して内部ベース6の下部に導入されるが、第2の導電層
8のサイドウォールが形成されている領域すなわち図1
にBをもって示す領域においては、第2の導電層8がイ
オン注入方向に厚いので、この部分を貫通して半導体層
1に不純物が導入されることはない。勿論このようにな
るようにイオン注入の加速エネルギーを選択するのであ
る。場合によっては、Bをもって示す領域においてもイ
オンが半導体層1に僅かに侵入することがあるが、Aを
もって示す領域の半導体層1に導入される不純物の量と
比較して桁違いに少なくなるように加速エネルギーを選
択すればそれでも良い。
【0010】ペデスタル形成用の不純物がイオン注入さ
れる領域は、図1にAをもって示す領域に限定されるの
で、図4(a)にCをもって示す領域、あるいは、図4
(b)にDをもって示す領域に対応して形成される従来
のペデスタルの大きさに比べて小さくなり、ベース〜ペ
デスタル(コレクタ)間の寄生容量が小さくなる。
【0011】なお、ペデスタル形成に使用される第2の
導電層8は本発明の方法を実施するために特に形成する
必要はない。何故ならば、現在の一般的なセルフアライ
ン型のバイポーラトランジスタでは、エミッタの形成は
エミッタ形成領域の開口内に形成されたポリシリコン層
にエミッタ形成用の不純物をイオン注入して熱処理を施
し、ポリシリコン層中の不純物を半導体層中に拡散する
方法が一般的であるので、このポリシリコン層を第2の
導電層としてペデスタル形成用に使用すればよいので、
特に工程を追加することなくペデスタルの面積縮小化が
可能である。
【0012】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の一実施例に
係るバイポーラトランジスタの製造方法について説明す
る。
【0013】図2(a)参照 例えば、n- 型シリコン基板1上に通常のLOCOS法
を使用して約6000Å厚のフィールド絶縁層2を形成
する。
【0014】図2(b)参照 ボロンがドープされたポリシリコン層3を約3000Å
厚に形成し、これをパターニングしてベース引き出し電
極形成領域を除く領域から除去する。次に、CVD法を
使用して二酸化シリコン層4を約3000Å厚に形成
し、この二酸化シリコン層4と上記のポリシリコン層3
とをパターニングしてエミッタ形成領域にシリコン基板
1を露出する開口5を形成する。
【0015】図2(c)参照 露出したシリコン基板1の表面とポリシリコン層3の側
面とに約200Å厚の熱酸化膜(図示せず。)を形成し
た後、不純物ボロンをドース量3×1013cm -2、打ち
込みエネルギー10KeVをもってイオン注入し、内部
ベース領域6を形成する。次に、CVD法を使用して二
酸化シリコン層を形成し、これを異方性エッチングして
開口5の側壁部のみに二酸化シリコン層7を残留する。
なお、先に述べた約200Å厚の熱酸化膜の形成はシリ
コン基板界面を安定化して、イオン注入時における結晶
欠陥の発生を防止することを目的としておこなうもので
あり、場合によっては省略しても良い。
【0016】図3(a)参照 一例としてポリシリコン層8を約1000Å厚に形成
し、不純物リンをドーズ量5×1012cm-2、注入エネ
ルギー400KeVをもってイオン注入してペデスタル
領域9を形成する。次に、不純物砒素をドーズ量1×1
16cm-2、注入エネルギー40KeVをもってポリシ
リコン層8にイオン注入する。
【0017】図3(b)参照 ポリシリコン層8をパターニングして、エミッタ電極形
成領域近傍のみに残留し、ポリシリコン層3よりなるベ
ース引き出し電極上部の二酸化シリコン層4にベースコ
ンタクト用の開口10を形成する。また、図示されていな
いが、コレクタ電極形成領域の二酸化シリコン層4にコ
レクタコンタクト用の開口を形成する。
【0018】図3(c)参照 熱処理をなしてポリシリコン層8中の不純物砒素を内部
ベース6の表層に拡散・活性化させてエミッタ11を形成
するとゝもに、ベース引き出し電極用のポリシリコン層
3中の不純物ボロンをシリコン基板1内に拡散して外部
ベース領域12を形成する。
【0019】次に、周知の方法を使用してアルミニウム
膜を形成し、これをパターニングしてエミッタ電極13と
ベース電極14とコレクタ電極(図示せず。)とを形成す
る。なお、ポリシリコン層8のパターニングはペデスタ
ル形成のためのイオン注入工程やエミッタ形成用のイオ
ン注入工程の前に実施してもよい。また、エミッタ形成
用のイオン注入はペデスタル形成用のイオン注入の前に
実施してもよい。さらにまた、エミッタ形成用開口部の
構造は図2・3に示す構造に限定されるものではなく、
図5(a)に示すSST(Super Self-Aligned Transis
tor )や特開昭62−183558に開示されている構造のトラ
ンジスタ、図5(b)に示すSICOS(SIde wall ba
se COntact Structure)、図5(c)に示すnon-self-a
lign型のいずれのトランジスタ構造においても本発明に
係るペデスタルの形成が可能である。
【0020】また、以上の説明はNPN型バイポーラト
ランジスタについて述べたが、PNP型のトランジスタ
においてもN型とP型を逆にすれば適用できることは当
然である。
【0021】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明に係る半導
体装置の製造方法においては、エミッタ形成用開口にエ
ミッタ電極の一部をなす導電体層を形成してから不純物
をイオン注入してペデスタル領域を形成するので、製造
工程の増加を伴うことなくセルフアラインでペデスタル
を小さく形成することができる。その結果、ペデスタル
領域の幅の広がりが押さえられるとゝもに、ベース〜コ
レクタ間の寄生容量が小さくなってバイポーラトランジ
スタの高速化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】本発明に係るバイポーラトランジスタの製造工
程説明図である。
【図3】本発明に係るバイポーラトランジスタの製造工
程説明図である。
【図4】従来技術に係るバイポーラトランジスタの製造
工程説明図である。
【図5】エミッタ形成領域の開口部の各種形状を示す図
である。
【符号の説明】
1 半導体層(シリコン基板) 2 フィールド絶縁層 3 第1の導電層(ポリシリコン層) 4 絶縁層(二酸化シリコン層) 5 開口 6 内部ベース 7 側壁絶縁層(二酸化シリコン層) 8 第2の導電層(ポリシリコン層) 9 ペデスタル領域 10 開口 11 エミッタ 12 外部ベース 13 エミッタ電極 14 ベース電極

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一導電型半導体層(1)上に、エミッタ
    形成領域に開口(5)を有するベース引き出し電極用の
    第1の導電層(3)と絶縁層(4)とを積層形成する工
    程と、 前記開口(5)を介して反対導電型不純物を導入して前
    記一導電型半導体層(1)に内部ベース領域(6)を形
    成する工程と、 前記開口(5)の側壁に側壁絶縁層(7)を形成する工
    程と、 該側壁絶縁層(7)の形成された前記開口(5)内にエ
    ミッタ電極の一部をなす第2の導電層(8)を形成する
    工程と、 該第2の導電層(8)を貫通して一導電型の不純物を導
    入してエミッタ形成領域直下の前記内部ベース領域
    (6)下部に一導電型のペデスタル領域(9)を形成す
    る工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方
    法。
JP5330992A 1992-03-12 1992-03-12 半導体装置の製造方法 Pending JPH05259175A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0762511A1 (en) * 1995-08-31 1997-03-12 Nec Corporation Bipolar transistor and method of manufacturing the same
JP2002050629A (ja) * 2000-08-01 2002-02-15 Fujitsu Ltd 半導体装置及びその製造方法

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A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20010605