JPH0629302A - ポリシリコンエミッタバイポーラトランジスタの製造方法 - Google Patents
ポリシリコンエミッタバイポーラトランジスタの製造方法Info
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- H01L21/8222—Bipolar technology
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【構成】ベースエリア上の所定の酸化膜を反応性イオン
エッチング法によりエッチングしてエミッタエリア接触
のための接触窓を通じて露出された単結晶Ｓｉ基板をプ
ラズマエッチング法によりエッチングする。ウェハにポ
リシリコンをチューブ内にて被着する際、チューブ温度
を、チューブ内にウェハが入り込むときは３００℃〜４
５０℃に保持し、ウェハが完全に入り込んだ後に正常的
なポリシリコン形成温度に上昇させて、ウェハ全面にポ
リシリコンを被着する。 【効果】エミッタ形成のために単結晶シリコン基板上の
酸化膜をエッチングするとき基板に生ずる損傷を回復し
てエミッタ抵抗値を低く抑える。単結晶シリコン膜を形
成するとき酸化膜の再成長を抑制してエミッタ抵抗値を
低く抑えると共に、工程時間を短縮して量産性を向上で
きる。
エッチング法によりエッチングしてエミッタエリア接触
のための接触窓を通じて露出された単結晶Ｓｉ基板をプ
ラズマエッチング法によりエッチングする。ウェハにポ
リシリコンをチューブ内にて被着する際、チューブ温度
を、チューブ内にウェハが入り込むときは３００℃〜４
５０℃に保持し、ウェハが完全に入り込んだ後に正常的
なポリシリコン形成温度に上昇させて、ウェハ全面にポ
リシリコンを被着する。 【効果】エミッタ形成のために単結晶シリコン基板上の
酸化膜をエッチングするとき基板に生ずる損傷を回復し
てエミッタ抵抗値を低く抑える。単結晶シリコン膜を形
成するとき酸化膜の再成長を抑制してエミッタ抵抗値を
低く抑えると共に、工程時間を短縮して量産性を向上で
きる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は低いエミッタ抵抗をもつ
ポリシリコンエミッタバイポーラトランジスタの製造方
法に関し、詳しくは、ポリシリコンエミッタ形成の際、
発生する高い抵抗値を減少させる方法に関する。
ポリシリコンエミッタバイポーラトランジスタの製造方
法に関し、詳しくは、ポリシリコンエミッタ形成の際、
発生する高い抵抗値を減少させる方法に関する。
【０００２】
【従来技術・課題】ポリシリコン（多結晶Ｓｉ）エミッ
タは、高能力及び高速バイポーラトランジスタばかりで
はなく、Ｂｉ−ＣＭＯＳ（バイポーラ−ＣＭＯＳ）素子
にも広く用いられる。ポリシリコンエミッタ構造を有す
るバイポーラトランジスタを製造する場合、先ず単結晶
シリコン基板と電極に用いられるポリシリコン膜とが接
続されるように単結晶シリコン基板上に形成されている
酸化膜を除去し、次いでポリシリコン膜を蒸着等の気相
析着法により形成する。
タは、高能力及び高速バイポーラトランジスタばかりで
はなく、Ｂｉ−ＣＭＯＳ（バイポーラ−ＣＭＯＳ）素子
にも広く用いられる。ポリシリコンエミッタ構造を有す
るバイポーラトランジスタを製造する場合、先ず単結晶
シリコン基板と電極に用いられるポリシリコン膜とが接
続されるように単結晶シリコン基板上に形成されている
酸化膜を除去し、次いでポリシリコン膜を蒸着等の気相
析着法により形成する。
【０００３】しかしながら、ポリシリコンエミッタを製
造するために酸化膜を除去しポリシリコン膜を形成する
場合、酸化膜の除去による問題点及びポリシリコン膜の
形成による問題点が生ずる。
造するために酸化膜を除去しポリシリコン膜を形成する
場合、酸化膜の除去による問題点及びポリシリコン膜の
形成による問題点が生ずる。
【０００４】先ず、単結晶シリコン基板に存在する酸化
膜を除去することにより生ずる問題点を説明する。酸化
膜を除去するために、酸化膜を反応イオンエッチング法
にて食刻すると、酸化膜の直下にある単結晶シリコン基
板の表面（通常ベースエリアとなるべき部位）が損なわ
れエミッタ抵抗値が増加し、動作速度及びトランスコン
ダクタンスが低下するという問題点があった。
膜を除去することにより生ずる問題点を説明する。酸化
膜を除去するために、酸化膜を反応イオンエッチング法
にて食刻すると、酸化膜の直下にある単結晶シリコン基
板の表面（通常ベースエリアとなるべき部位）が損なわ
れエミッタ抵抗値が増加し、動作速度及びトランスコン
ダクタンスが低下するという問題点があった。
【０００５】次に、酸化膜を除去した後、ポリシリコン
膜を形成する際に生ずる問題点を考察する。ポリシリコ
ン膜を被着させる方法には、通常的方法をもって蒸着さ
せる方法、或いは、ランプアップ被着法（Ramp-up dep
osition）を用いて蒸着させる方法がある。次に、この
二つの方法について説明する。
膜を形成する際に生ずる問題点を考察する。ポリシリコ
ン膜を被着させる方法には、通常的方法をもって蒸着さ
せる方法、或いは、ランプアップ被着法（Ramp-up dep
osition）を用いて蒸着させる方法がある。次に、この
二つの方法について説明する。
【０００６】（１）通常的方法 この方法は、６００ないし６５０℃特に通常の多結晶Ｓ
ｉ形成温度である６２５℃の高温のチューブにウェハを
入り込ませて蒸着させるものであるが、予めチューブを
高温状態に保持しておくため、ポリシリコン膜を蒸着さ
せるべくウェハをチューブ内に入り込ませたときから酸
化膜が単結晶シリコン基板上に成長し始めてしまう。
ｉ形成温度である６２５℃の高温のチューブにウェハを
入り込ませて蒸着させるものであるが、予めチューブを
高温状態に保持しておくため、ポリシリコン膜を蒸着さ
せるべくウェハをチューブ内に入り込ませたときから酸
化膜が単結晶シリコン基板上に成長し始めてしまう。
【０００７】それゆえ、このような方法は先工程におい
て酸化膜を除去したにもかかわらず、後工程であるポリ
シリコン膜の蒸着工程において酸化膜が単結晶シリコン
基板上に再度成長してしまうため、単結晶シリコン基板
とポリシリコン膜との間に酸化膜が存在し、この酸化膜
がポリシリコン膜と単結晶シリコン基板との間の接触障
害をもたらす。また、ポリシリコン膜と単結晶シリコン
の境界面から成長する酸化膜によりエミッタ抵抗が増加
し、速度の低下、トランスコンダクタンスの低下などト
ランジスタの特性が低下する。
て酸化膜を除去したにもかかわらず、後工程であるポリ
シリコン膜の蒸着工程において酸化膜が単結晶シリコン
基板上に再度成長してしまうため、単結晶シリコン基板
とポリシリコン膜との間に酸化膜が存在し、この酸化膜
がポリシリコン膜と単結晶シリコン基板との間の接触障
害をもたらす。また、ポリシリコン膜と単結晶シリコン
の境界面から成長する酸化膜によりエミッタ抵抗が増加
し、速度の低下、トランスコンダクタンスの低下などト
ランジスタの特性が低下する。
【０００８】他方、こうした再生成酸化膜を除去するた
めに、別途９００℃以上の高温の熱処理工程、例えば拡
散チューブ（Diffusion tube）を用いた熱処理、ある
いは急速熱的アニーリング（Rapid thermal annealin
g）などが行なわれてきた。
めに、別途９００℃以上の高温の熱処理工程、例えば拡
散チューブ（Diffusion tube）を用いた熱処理、ある
いは急速熱的アニーリング（Rapid thermal annealin
g）などが行なわれてきた。
【０００９】しかしながら、拡散チューブを用いた熱処
理工程においては、長時間の高温工程による熱エネルギ
ーによって素子の性能が低下し、また、急速熱的アニー
リングにおいては、短時間の工程であり素子に及ぶ熱エ
ネルギーは少ないが、工程上の均一性及び生産性が悪い
という問題点があった。
理工程においては、長時間の高温工程による熱エネルギ
ーによって素子の性能が低下し、また、急速熱的アニー
リングにおいては、短時間の工程であり素子に及ぶ熱エ
ネルギーは少ないが、工程上の均一性及び生産性が悪い
という問題点があった。
【００１０】（２）ランプアップ被着法 この方法はポリシリコン膜を形成する他の方法であっ
て、最近では前記通常的方法における酸化膜の再成長の
問題を回避するため、主にこのランプアップ被着法が用
いられている。ランプアップ被着法とは、ポリシリコン
拡散チューブにウェハを入り込ませるときはチューブの
温度を常温に保持しておき、ウェハがチューブ内に完全
に入り込んだときには、６００ないし６５０℃の高温に
高めて、単結晶シリコンを被着する方法である。
て、最近では前記通常的方法における酸化膜の再成長の
問題を回避するため、主にこのランプアップ被着法が用
いられている。ランプアップ被着法とは、ポリシリコン
拡散チューブにウェハを入り込ませるときはチューブの
温度を常温に保持しておき、ウェハがチューブ内に完全
に入り込んだときには、６００ないし６５０℃の高温に
高めて、単結晶シリコンを被着する方法である。
【００１１】しかしながら、ランプアップ被着法におい
ては、ウェハ毎にチューブ温度を常温から高温に高める
ための時間が必要になるので、量産性の問題が台頭して
きた。
ては、ウェハ毎にチューブ温度を常温から高温に高める
ための時間が必要になるので、量産性の問題が台頭して
きた。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような点に
鑑みてなされたものであり、ポリシリコン膜を被着する
前、単結晶シリコン基板上に存在する酸化膜を反応性イ
オンエッチング法にてエッチングする際に損なわれた単
結晶シリコン基板を、プラズマ方式にて乾式食刻してエ
ミッタ抵抗を減少させることができるバイポーラトラン
ジスタの製造方法を提供する。また、その後のポリシリ
コン膜の形成において、ウェハをチューブ内に入り込ま
せるときは、チューブを約４００℃の比較的低温に保持
しておき、チューブ内に完全に入り込んだときは、ポリ
シリコン膜の形成温度（６００度以上、特に６２５℃）
までチューブ温度を上昇させてポリシリコン膜を被着す
ることにより、酸化膜の成長を抑制し、それによってエ
ミッタ抵抗を減少させることができるバイポーラトラン
ジスタの製造方法を提供する。
鑑みてなされたものであり、ポリシリコン膜を被着する
前、単結晶シリコン基板上に存在する酸化膜を反応性イ
オンエッチング法にてエッチングする際に損なわれた単
結晶シリコン基板を、プラズマ方式にて乾式食刻してエ
ミッタ抵抗を減少させることができるバイポーラトラン
ジスタの製造方法を提供する。また、その後のポリシリ
コン膜の形成において、ウェハをチューブ内に入り込ま
せるときは、チューブを約４００℃の比較的低温に保持
しておき、チューブ内に完全に入り込んだときは、ポリ
シリコン膜の形成温度（６００度以上、特に６２５℃）
までチューブ温度を上昇させてポリシリコン膜を被着す
ることにより、酸化膜の成長を抑制し、それによってエ
ミッタ抵抗を減少させることができるバイポーラトラン
ジスタの製造方法を提供する。
【００１３】即ち、本発明のポリシリコンエミッタバイ
ポーラトランジスタの製造方法は、シリコン基板上にＮ
＋埋没層とＮ型エピタキシャル層とを形成する工程と、
エピタキシャル層上にＮ型不純物をイオン注入してバイ
ポーラトランジスタが形成されるコレクタエリアとなる
Ｎ型ウェルを形成する工程と、酸化によりフィールド酸
化膜を形成する工程と、コレクタエリア内にＮ＋拡散層
を形成する工程と、Ｐ型不純物をイオン注入してベース
エリア形成用のイオン注入エリアを形成する工程と、酸
化膜を形成する工程と、前記酸化膜を食刻して接触窓を
形成する工程と、ランプアップ法を用いてポリシリコン
膜を被着した後、パターニングしてポリシリコンパター
ンを形成する工程と、基板全面にかけてエミッタエリア
を形成するためのイオン注入工程と、イオン注入された
不純物を同時に拡散させてベースエリア及びエミッタエ
リアを形成する工程と、酸化膜とＢＰＳＧ（Boro-Phosp
ho-Silicate Glass）膜とを形成する工程と、前記ＢＰ
ＳＧ膜と酸化膜とを写真食刻にて順次食刻して金属接触
口を形成する工程と、金属膜を被着しパターニングして
金属電極パターンを形成する工程と、からなることを特
徴とする。
ポーラトランジスタの製造方法は、シリコン基板上にＮ
＋埋没層とＮ型エピタキシャル層とを形成する工程と、
エピタキシャル層上にＮ型不純物をイオン注入してバイ
ポーラトランジスタが形成されるコレクタエリアとなる
Ｎ型ウェルを形成する工程と、酸化によりフィールド酸
化膜を形成する工程と、コレクタエリア内にＮ＋拡散層
を形成する工程と、Ｐ型不純物をイオン注入してベース
エリア形成用のイオン注入エリアを形成する工程と、酸
化膜を形成する工程と、前記酸化膜を食刻して接触窓を
形成する工程と、ランプアップ法を用いてポリシリコン
膜を被着した後、パターニングしてポリシリコンパター
ンを形成する工程と、基板全面にかけてエミッタエリア
を形成するためのイオン注入工程と、イオン注入された
不純物を同時に拡散させてベースエリア及びエミッタエ
リアを形成する工程と、酸化膜とＢＰＳＧ（Boro-Phosp
ho-Silicate Glass）膜とを形成する工程と、前記ＢＰ
ＳＧ膜と酸化膜とを写真食刻にて順次食刻して金属接触
口を形成する工程と、金属膜を被着しパターニングして
金属電極パターンを形成する工程と、からなることを特
徴とする。
【００１４】さらに、本発明の単結晶シリコン基板とポ
リシリコンパターンとを接触させるためのものである接
触窓の形成工程は、酸化膜上に感光性物質を全面塗布す
るステップと、写真食刻にて感光性物質を食刻して接触
窓が形成される部位を露出させるステップと、酸化膜を
反応性イオンエッチング法にて食刻するステップと、酸
化膜を食刻するとき損なわれた単結晶シリコン基板をプ
ラズマ方式にて食刻するステップと、からなることを特
徴とする。
リシリコンパターンとを接触させるためのものである接
触窓の形成工程は、酸化膜上に感光性物質を全面塗布す
るステップと、写真食刻にて感光性物質を食刻して接触
窓が形成される部位を露出させるステップと、酸化膜を
反応性イオンエッチング法にて食刻するステップと、酸
化膜を食刻するとき損なわれた単結晶シリコン基板をプ
ラズマ方式にて食刻するステップと、からなることを特
徴とする。
【００１５】さらに、本発明の前記ポリシリコン膜を形
成する方法は、ウェハが被着形成用チューブに入り込む
ときはチューブを４００℃程度の低温に保持し、ウェハ
が完全にチューブ内に入り込んだときは、温度を定常的
なポリシリコンの形成温度にまで徐々に上げることを特
徴とする。
成する方法は、ウェハが被着形成用チューブに入り込む
ときはチューブを４００℃程度の低温に保持し、ウェハ
が完全にチューブ内に入り込んだときは、温度を定常的
なポリシリコンの形成温度にまで徐々に上げることを特
徴とする。
【００１６】特に、本発明のポリシリコンエミッタバイ
ポーラトランジスタの製造方法は、単結晶Ｓｉ基板上に
埋没層とエピタキシャル層で取り囲まれたコレクタエリ
アとしてのＮウェルとを備え、ベースエリア形成用のＰ
型不純物が注入されたウェハとする工程と、前記ウェハ
全面に酸化膜を形成する工程と、前記ベースエリア上の
所定の酸化膜を反応性イオンエッチング法によりエッチ
ングしてエミッタエリア接触のための接触窓を形成する
工程と、接触窓を通じて露出された単結晶Ｓｉ基板をプ
ラズマエッチング法によりエッチングする工程と、前記
ウェハにポリシリコンをチューブ内にて被着する際、チ
ューブ温度を、チューブ内にウェハが入り込むときは３
００℃〜４５０℃に保持し、ウェハが完全に入り込んだ
後に正常的なポリシリコン形成温度に上昇させて、ウェ
ハ全面にポリシリコンを被着する工程と、を含むことを
特徴とする。
ポーラトランジスタの製造方法は、単結晶Ｓｉ基板上に
埋没層とエピタキシャル層で取り囲まれたコレクタエリ
アとしてのＮウェルとを備え、ベースエリア形成用のＰ
型不純物が注入されたウェハとする工程と、前記ウェハ
全面に酸化膜を形成する工程と、前記ベースエリア上の
所定の酸化膜を反応性イオンエッチング法によりエッチ
ングしてエミッタエリア接触のための接触窓を形成する
工程と、接触窓を通じて露出された単結晶Ｓｉ基板をプ
ラズマエッチング法によりエッチングする工程と、前記
ウェハにポリシリコンをチューブ内にて被着する際、チ
ューブ温度を、チューブ内にウェハが入り込むときは３
００℃〜４５０℃に保持し、ウェハが完全に入り込んだ
後に正常的なポリシリコン形成温度に上昇させて、ウェ
ハ全面にポリシリコンを被着する工程と、を含むことを
特徴とする。
【００１７】反応性イオンエッチング法によって酸化膜
をエッチングして接触窓を形成することにより、接触窓
に残存する可能性がある感光性物質を完全に除去でき、
接触抵抗を低減できる。一方、この反応性イオンエッチ
ング法によるエッチングによって単結晶シリコン基板は
損なわれるが、その後行われるプラズマエッチング法は
反応性イオンエッチング法に比べて装置内で要求される
バイアスが小さく、より少ない損傷を誘発しながらエッ
チングすることができ、滑らかな凹凸の殆んどない面に
回復させることができる。又、その後の多結晶Ｓｉの形
成については、チューブにウェハが入り込むときのチュ
ーブ温度を多結晶Ｓｉ形成温度よりは低温の３００〜４
５０℃特に４００℃程度に設定したので、酸化膜の再成
長率が極めて低く、しかも多結晶Ｓｉ形成温度に短時間
で上昇できるため、量産性及び歩留まりが著しく高めら
れる。
をエッチングして接触窓を形成することにより、接触窓
に残存する可能性がある感光性物質を完全に除去でき、
接触抵抗を低減できる。一方、この反応性イオンエッチ
ング法によるエッチングによって単結晶シリコン基板は
損なわれるが、その後行われるプラズマエッチング法は
反応性イオンエッチング法に比べて装置内で要求される
バイアスが小さく、より少ない損傷を誘発しながらエッ
チングすることができ、滑らかな凹凸の殆んどない面に
回復させることができる。又、その後の多結晶Ｓｉの形
成については、チューブにウェハが入り込むときのチュ
ーブ温度を多結晶Ｓｉ形成温度よりは低温の３００〜４
５０℃特に４００℃程度に設定したので、酸化膜の再成
長率が極めて低く、しかも多結晶Ｓｉ形成温度に短時間
で上昇できるため、量産性及び歩留まりが著しく高めら
れる。
【００１８】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例を説
明する。
明する。
【００１９】図１ないし図１４は、本発明の低いエミッ
タ抵抗をもつポリシリコンエミッタバイポーラントラン
ジスタの製造工程を示すものである。
タ抵抗をもつポリシリコンエミッタバイポーラントラン
ジスタの製造工程を示すものである。
【００２０】図１は、埋没層を形成する工程を示すもの
である。比抵抗が５Ωｃｍであり（１００）の結晶面を
有する出発物質であるＰ型シリコン基板１上に、１次酸
化膜２及び窒化膜３を順次形成し、Ｎ＋埋没層を形成す
るための写真食刻工程を行なう。すなわち、前記１次窒
化膜３上に感光物質（フォトレジスト）を塗布した後、
写真食刻工程を行ない、イオン注入用開口部４を形成す
る。その次に、前記開口部４を通じてＮ型不純物である
Ａｓを１及至５×１０15ｉｏｎｓ／ｃｍ2程度イオン注
入してＮ＋埋没層を形成するためのイオン注入エリア
５′を形成し、感光物質を除去する。
である。比抵抗が５Ωｃｍであり（１００）の結晶面を
有する出発物質であるＰ型シリコン基板１上に、１次酸
化膜２及び窒化膜３を順次形成し、Ｎ＋埋没層を形成す
るための写真食刻工程を行なう。すなわち、前記１次窒
化膜３上に感光物質（フォトレジスト）を塗布した後、
写真食刻工程を行ない、イオン注入用開口部４を形成す
る。その次に、前記開口部４を通じてＮ型不純物である
Ａｓを１及至５×１０15ｉｏｎｓ／ｃｍ2程度イオン注
入してＮ＋埋没層を形成するためのイオン注入エリア
５′を形成し、感光物質を除去する。
【００２１】図２においては、通常の熱処理により注入
イオンを拡散させてＮ＋埋没層５を形成し１次酸化膜２
及び窒化膜３を除去した後、約1.5μｍ程度の厚さを有
するエピタキシャル層６を基板全面に成長させる。そし
て、エピタキシャル層６上に２次酸化膜７及び窒化膜８
を全面形成し、感光性物質を塗布した後、写真食刻工程
にて２次窒化膜８及び酸化膜７を食刻してコレクタエリ
アを形成するためのイオン注入用開口部９を形成する。
イオンを拡散させてＮ＋埋没層５を形成し１次酸化膜２
及び窒化膜３を除去した後、約1.5μｍ程度の厚さを有
するエピタキシャル層６を基板全面に成長させる。そし
て、エピタキシャル層６上に２次酸化膜７及び窒化膜８
を全面形成し、感光性物質を塗布した後、写真食刻工程
にて２次窒化膜８及び酸化膜７を食刻してコレクタエリ
アを形成するためのイオン注入用開口部９を形成する。
【００２２】Ｎ型不純物である燐Ｐイオンを１ないし３
×１０12ｉｏｎｓ／ｃｍ2程度に開口部９を通じてイオ
ン注入して、図３のようにバイポーラトランジスタが形
成されるエリアであるＮ型ウェル１０を形成した後、感
光物質を除去する。開口部９の形成のために塗布された
感光物質を除去した後、フィールド酸化膜を形成するた
めに３次酸化膜１１及び窒化膜１２を形成する。
×１０12ｉｏｎｓ／ｃｍ2程度に開口部９を通じてイオ
ン注入して、図３のようにバイポーラトランジスタが形
成されるエリアであるＮ型ウェル１０を形成した後、感
光物質を除去する。開口部９の形成のために塗布された
感光物質を除去した後、フィールド酸化膜を形成するた
めに３次酸化膜１１及び窒化膜１２を形成する。
【００２３】図４は、フィールド酸化膜を形成して活性
素子のエリアを分離させる工程を示す。感光性物質１３
を３次窒化膜１２上に塗布した後、写真食刻工程を行な
いフィールド酸化膜が形成される部位の窒化膜１２を食
刻する。
素子のエリアを分離させる工程を示す。感光性物質１３
を３次窒化膜１２上に塗布した後、写真食刻工程を行な
いフィールド酸化膜が形成される部位の窒化膜１２を食
刻する。
【００２４】図５においては、前記感光性物質１３を除
去した後、通常の熱酸化によりフィールド酸化膜１４を
形成し、３次窒化膜１２を除去する。
去した後、通常の熱酸化によりフィールド酸化膜１４を
形成し、３次窒化膜１２を除去する。
【００２５】図６は、コレクタエリア１０内にＮ＋拡散
層を形成するための工程を示す。感光性物質１５を再び
塗布し、写真食刻してイオン注入用開口部１６を形成す
る。この開口部１６を通じてコレクタエリア１０に燐Ｐ
イオン３及至５×１０15ｉｏｎｓ／ｃｍ2程度にイオン
注入して、Ｎ＋拡散層１７を形成し、感光性物質１５を
除去する。Ｎ＋拡散層１７はコレクタ抵抗を減少させる
ために形成したものである。
層を形成するための工程を示す。感光性物質１５を再び
塗布し、写真食刻してイオン注入用開口部１６を形成す
る。この開口部１６を通じてコレクタエリア１０に燐Ｐ
イオン３及至５×１０15ｉｏｎｓ／ｃｍ2程度にイオン
注入して、Ｎ＋拡散層１７を形成し、感光性物質１５を
除去する。Ｎ＋拡散層１７はコレクタ抵抗を減少させる
ために形成したものである。
【００２６】図７は、ベースエリアを形成するための工
程を示す。感光性物質１８を塗布し、写真食刻して開口
部１９を形成した後、ホウ素Ｂイオンを１ないし３×１
０13ｉｏｎｓ／ｃｍ2程度に注入してイオン注入エリア
２０を形成し、感光性物質１８を除去する。
程を示す。感光性物質１８を塗布し、写真食刻して開口
部１９を形成した後、ホウ素Ｂイオンを１ないし３×１
０13ｉｏｎｓ／ｃｍ2程度に注入してイオン注入エリア
２０を形成し、感光性物質１８を除去する。
【００２７】図８及び図９は、単結晶シリコン基板（イ
オン注入エリア２０）と後工程にて形成されるポリシリ
コン膜を接触させるための接触窓形成工程を示す。
オン注入エリア２０）と後工程にて形成されるポリシリ
コン膜を接触させるための接触窓形成工程を示す。
【００２８】図８においては、基板上に酸化膜２１を形
成し、その上に感光性物質２２を全面塗布して写真食刻
工程にて感光性物質２２を食刻して接触窓が形成される
部位を露出させる。
成し、その上に感光性物質２２を全面塗布して写真食刻
工程にて感光性物質２２を食刻して接触窓が形成される
部位を露出させる。
【００２９】図９においては、接触窓が形成される部位
の酸化膜２１を反応性イオンエッチング法にて食刻して
接触窓２３を形成する。こうして酸化膜２１が食刻され
るとき、露出した単結晶シリコン基板（イオン注入エリ
ア２０）は損なわれることになる。符号２４は、前記酸
化膜２１が食刻されるとき単結晶シリコン基板（イオン
注入エリア２０）の損なわれた部分を示す。尚、反応性
イオンエッチング法（ＲＩＥ）の具体的条件は、ガ
ス：ガス１（ＣＦ4）５５ＳＣＣＭ、ガス２（Ｏ2）４５
ＳＣＣＭ、圧力：４５０ｍＴｏｒｒ、ＲＦパワー：
１００Ｗ、時間：２０秒とした。
の酸化膜２１を反応性イオンエッチング法にて食刻して
接触窓２３を形成する。こうして酸化膜２１が食刻され
るとき、露出した単結晶シリコン基板（イオン注入エリ
ア２０）は損なわれることになる。符号２４は、前記酸
化膜２１が食刻されるとき単結晶シリコン基板（イオン
注入エリア２０）の損なわれた部分を示す。尚、反応性
イオンエッチング法（ＲＩＥ）の具体的条件は、ガ
ス：ガス１（ＣＦ4）５５ＳＣＣＭ、ガス２（Ｏ2）４５
ＳＣＣＭ、圧力：４５０ｍＴｏｒｒ、ＲＦパワー：
１００Ｗ、時間：２０秒とした。
【００３０】図１０は、エミッタ接続用ポリシリコン膜
を形成する工程を示す。接触口２３において損なわれた
単結晶シリコン層２４をプラズマ方式にて食刻して損な
われていないきれいな部分（損傷を回復させた部分）２
５を露出させ、感光性物質２２を除去する。尚、プラズ
マエッチングの具体的条件は、ガス：ガス１（ＣＨＦ
3）１３３ＳＣＣＭ、ガス２（Ｏ2）１５ＳＣＣＭ、圧
力：５２ｍＴｏｒｒ、ＤＣパワー：５９０Ｖとした。
を形成する工程を示す。接触口２３において損なわれた
単結晶シリコン層２４をプラズマ方式にて食刻して損な
われていないきれいな部分（損傷を回復させた部分）２
５を露出させ、感光性物質２２を除去する。尚、プラズ
マエッチングの具体的条件は、ガス：ガス１（ＣＨＦ
3）１３３ＳＣＣＭ、ガス２（Ｏ2）１５ＳＣＣＭ、圧
力：５２ｍＴｏｒｒ、ＤＣパワー：５９０Ｖとした。
【００３１】次に、ポリシリコン膜２６を基板全面に形
成する場合、ウェハが被着用チューブに入り込むときは
チューブ温度を４００度に保持し、チューブ内にウェハ
が完全に入り込んだ後は、１０℃／分の速度で温度を高
めて定常的なポリシリコンの被着温度６２５℃にまで上
げてポリシリコン膜２６を形成する。この場合、６２５
℃まで上昇させるのに約２２分３０秒要した。尚、一般
的なランプアップ法即ち常温（〜２７℃）から同様に１
０℃／秒で６２５℃まで上昇させた場合に比べて、約４
０分程度短縮された。
成する場合、ウェハが被着用チューブに入り込むときは
チューブ温度を４００度に保持し、チューブ内にウェハ
が完全に入り込んだ後は、１０℃／分の速度で温度を高
めて定常的なポリシリコンの被着温度６２５℃にまで上
げてポリシリコン膜２６を形成する。この場合、６２５
℃まで上昇させるのに約２２分３０秒要した。尚、一般
的なランプアップ法即ち常温（〜２７℃）から同様に１
０℃／秒で６２５℃まで上昇させた場合に比べて、約４
０分程度短縮された。
【００３２】図１１においては、ポリシリコン膜２６を
写真食刻してポリシリコン膜をパターニングすることに
より、ポリシリコンパターン２６′を形成する。ポリシ
リコンパターン２６′を形成した後、エミッタソースに
なる砒素Ａｓイオンを１及至２×１０16ｉｏｎｓ／ｃｍ
2程度で全面にかけてイオン注入する。
写真食刻してポリシリコン膜をパターニングすることに
より、ポリシリコンパターン２６′を形成する。ポリシ
リコンパターン２６′を形成した後、エミッタソースに
なる砒素Ａｓイオンを１及至２×１０16ｉｏｎｓ／ｃｍ
2程度で全面にかけてイオン注入する。
【００３３】図１２においては、図７及び図１１の工程
でイオン注入された不純物を同時に拡散させてベースエ
リア２７及びエミッタエリア２８を形成する。
でイオン注入された不純物を同時に拡散させてベースエ
リア２７及びエミッタエリア２８を形成する。
【００３４】図１３においては、酸化膜２９及びＢＰＳ
Ｇ膜３０を形成して感光性物質を塗布した後、写真食刻
工程にてＢＰＳＧ膜３０及び酸化膜２９、２１を順次食
刻して金属接触口３１を形成する。
Ｇ膜３０を形成して感光性物質を塗布した後、写真食刻
工程にてＢＰＳＧ膜３０及び酸化膜２９、２１を順次食
刻して金属接触口３１を形成する。
【００３５】感光性物質を除去した後、図１４に示すよ
うに、金属膜を塗布しパターニングして金属電極パター
ン３２を形成することにより、本発明の低い抵抗をもつ
ポリシリコンエミッタバイポーラトランジスタが得られ
る。
うに、金属膜を塗布しパターニングして金属電極パター
ン３２を形成することにより、本発明の低い抵抗をもつ
ポリシリコンエミッタバイポーラトランジスタが得られ
る。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、エミッタ形成のための
単結晶シリコン基板とポリシリコン膜とを接触させるた
めに酸化膜を除去するとき損なわれる単結晶シリコン膜
をプラズマエッチングにて乾式食刻（ドライエッチン
グ）することにより、その損傷を回復してエミッタ抵抗
値が上がることを防止して、動作速度及びトランスコン
ダクタンスなどの特性を向上させることができる。
単結晶シリコン基板とポリシリコン膜とを接触させるた
めに酸化膜を除去するとき損なわれる単結晶シリコン膜
をプラズマエッチングにて乾式食刻（ドライエッチン
グ）することにより、その損傷を回復してエミッタ抵抗
値が上がることを防止して、動作速度及びトランスコン
ダクタンスなどの特性を向上させることができる。
【００３７】さらに、ポリシリコン膜を形成する際、ウ
ェハが被着用チューブに入り込むときはチューブの温度
を低温３００℃〜４５０℃に保持し、ウェハが完全にチ
ューブ内に入り込んだ時はポリシリコン膜の形成温度
（６００℃以上）まで上げてポリシリコン膜を形成する
ことにより、酸化膜の再成長を抑制して低いエミッタ抵
抗値をもつポリシリコンエミッタバイポーラトランジス
タを製造することができ、しかも工程時間を短縮させて
量産性を著しく向上させることができる。
ェハが被着用チューブに入り込むときはチューブの温度
を低温３００℃〜４５０℃に保持し、ウェハが完全にチ
ューブ内に入り込んだ時はポリシリコン膜の形成温度
（６００℃以上）まで上げてポリシリコン膜を形成する
ことにより、酸化膜の再成長を抑制して低いエミッタ抵
抗値をもつポリシリコンエミッタバイポーラトランジス
タを製造することができ、しかも工程時間を短縮させて
量産性を著しく向上させることができる。
【図１】本発明の低いエミッタ抵抗をもつバイポーラト
ランジスタの製造工程図。
ランジスタの製造工程図。
【図２】本発明の低いエミッタ抵抗をもつバイポーラト
ランジスタの製造工程図。
ランジスタの製造工程図。
【図３】本発明の低いエミッタ抵抗をもつバイポーラト
ランジスタの製造工程図。
ランジスタの製造工程図。
【図４】本発明の低いエミッタ抵抗をもつバイポーラト
ランジスタの製造工程図。
ランジスタの製造工程図。
【図５】本発明の低いエミッタ抵抗をもつバイポーラト
ランジスタの製造工程図。
ランジスタの製造工程図。
【図６】本発明の低いエミッタ抵抗をもつバイポーラト
ランジスタの製造工程図。
ランジスタの製造工程図。
【図７】本発明の低いエミッタ抵抗をもつバイポーラト
ランジスタの製造工程図。
ランジスタの製造工程図。
【図８】本発明の低いエミッタ抵抗をもつバイポーラト
ランジスタの製造工程図。
ランジスタの製造工程図。
【図９】本発明の低いエミッタ抵抗をもつバイポーラト
ランジスタの製造工程図。
ランジスタの製造工程図。
【図１０】本発明の低いエミッタ抵抗をもつバイポーラ
トランジスタの製造工程図。
トランジスタの製造工程図。
【図１１】本発明の低いエミッタ抵抗をもつバイポーラ
トランジスタの製造工程図。
トランジスタの製造工程図。
【図１２】本発明の低いエミッタ抵抗をもつバイポーラ
トランジスタの製造工程図。
トランジスタの製造工程図。
【図１３】本発明の低いエミッタ抵抗をもつバイポーラ
トランジスタの製造工程図。
トランジスタの製造工程図。
【図１４】本発明の低いエミッタ抵抗をもつバイポーラ
トランジスタの製造工程図。
トランジスタの製造工程図。
【符号の説明】 １…単結晶シリコン基板 ２、７、１１、２１、２９…酸化膜 ３、８、１２…窒化膜 ４、９、１６、１９…開口部 ５…埋没層 ５′、２０…イオン注入エリア ６…エピタキシャル層 １０…コレクタエリア １４…フィールド酸化膜 １７…Ｎ＋拡散層 １３、１５、１８、２２…感光性物質 ２３…接触窓 ２４…単結晶シリコン基板の損なわれた部分 ２５…損傷を回復させた部分 ２６…ポリシリコン膜 ２７…ベースエリア ２８…エミッタエリア ３０…ＢＰＳＧ膜 ３２…金属接触窓 ３３…金属電極
Claims (9)
- 【請求項１】シリコン基板上に埋没層とＮ型エピタキシ
ャル層とを形成する工程と、 エピタキシャル層上にＮ型不純物をイオン注入してバイ
ポーラトランジスタが形成されコレクタエリアとなるＮ
型ウェルを形成する工程と、 酸化によりフィールド酸化膜を形成する工程と、 コレクタエリア内にＮ＋拡散層を形成する工程と、 Ｐ型不純物をイオン注入してベースエリア形成用のイオ
ン注入エリアを形成する工程と、 酸化膜２１を形成する工程と、 前記酸化膜２１を食刻して接触窓を形成する工程と、 ランプアップ法を用いてポリシリコン膜を被着した後、
パターニングしてポリシリコンパターンを形成する工程
と、 基板全面にかけてエミッタエリアを形成するためのイオ
ン注入工程と、 イオン注入された不純物を同時に拡散させてベースエリ
ア及びエミッタエリアを形成する工程と、 酸化膜２９とＢＰＳＧ（Boro-Phospho-Silicate Glas
s）膜とを形成する工程と、 前記ＢＰＳＧ膜と酸化膜２９、２１とを写真食刻にて順
次食刻して金属接触口を形成する工程と、 金属膜を塗布しパターニングして金属電極パターンを形
成する工程と、 を含むことを特徴とするポリシリコンエミッタバイポー
ラトランジスタの製造方法。 - 【請求項２】接触窓は単結晶シリコン基板とポリシリコ
ンパターンとを接触させるためのものであることを特徴
とする請求項１記載のポリシリコンエミッタバイポーラ
トランジスタの製造方法。 - 【請求項３】接触窓を形成する工程は、酸化膜２１上に
感光性物質を全面塗布するステップと、 写真食刻にて感光性物質を食刻して接触窓が形成される
部位を露出させるステップと、 酸化膜２１を反応性イオンエッチング法にて食刻するス
テップと、 酸化膜２１を食刻するとき生ずる単結晶シリコン基板の
損なわれた部分を食刻するステップと、 からなることを特徴とする請求項１または２に記載のポ
リシリコンエミッタバイポーラトランジスタの製造方
法。 - 【請求項４】単結晶シリコン基板の損なわれた部分をプ
ラズマ方式にて食刻することを特徴とする請求項３記載
のポリシリコンエミッタバイポーラトランジスタの製造
方法。 - 【請求項５】前記ポリシリコン膜の被着の際、被着チュ
ーブにウェハが入り込むときはチューブの温度を４００
℃程度の低温に保持し、ウェハがチューブに完全に入り
込んだ後は徐々に温度を正常的なポリシリコンの被着温
度にまで高めてポリシリコン膜を被着することを特徴と
する請求項１記載のポリシリコンエミッタバイポーラト
ランジスタの製造方法。 - 【請求項６】前記ポリシリコンパターンがエミッタエリ
アの拡散ソースになることを特徴とする請求項１記載の
ポリシリコンエミッタバイポーラトランジスタの製造方
法。 - 【請求項７】単結晶Ｓｉ基板上に埋没層とエピタキシャ
ル層で取り囲まれたコレクタエリアとしてのＮウェルと
を備え、ベースエリア形成用のＰ型不純物が注入された
ウェハとする工程と、 前記ウェハ全面に酸化膜を形成する工程と、 前記ベースエリア上の所定の酸化膜を反応性イオンエッ
チング法によりエッチングしてエミッタエリア接触のた
めの接触窓を形成する工程と、 接触窓を通じて露出された単結晶Ｓｉ基板をプラズマエ
ッチング法によりエッチングする工程と、 前記ウェハにポリシリコンをチューブ内にて被着する
際、チューブ温度を、チューブ内にウェハが入り込むと
きは３００℃〜４５０℃に保持し、ウェハが完全に入り
込んだ後に正常的なポリシリコン形成温度に上昇させ
て、ウェハ全面にポリシリコンを被着する工程と、 を含むことを特徴とするポリシリコンエミッタバイポー
ラトランジスタの製造方法。 - 【請求項８】前記ポリシリコン被着工程に続いてポリシ
リコン膜をパターンニングしてエミッタ接触用ポリシリ
コンパターンを形成する工程と、 エミッタ接触用ポリシリコンパターンにエミッタエリア
形成用のＮ型不純物をイオン注入する工程と、 イオン注入された前記Ｐ型及びＮ型不純物を拡散させ
て、ベースエリアとエミッタエリアとを形成する工程
と、をもさらに含むことを特徴とする請求項７記載のポ
リシリコンエミッタバイポーラトランジスタの製造方
法。 - 【請求項９】前記エミッタ接触用ポリシリコンパターン
に注入されたＮ型不純物がエミッタエリアの拡散ソース
になることを特徴とする請求項８記載のポリシリコンエ
ミッタバイポーラトランジスタの製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR13935 | 1990-09-04 | ||
| KR1019900013935A KR920007124A (ko) | 1990-09-04 | 1990-09-04 | 폴리 에미터 바이폴라 트랜지스터의 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0629302A true JPH0629302A (ja) | 1994-02-04 |
Family
ID=19303215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3253022A Pending JPH0629302A (ja) | 1990-09-04 | 1991-09-04 | ポリシリコンエミッタバイポーラトランジスタの製造方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0629302A (ja) |
| KR (1) | KR920007124A (ja) |
| DE (1) | DE4103594A1 (ja) |
| FR (1) | FR2666450A1 (ja) |
| GB (1) | GB2247780A (ja) |
| IT (1) | IT1245092B (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4240738A1 (en) * | 1992-12-03 | 1993-08-26 | Siemens Ag | Bipolar transistor prodn. for long service life - by forming base in surface of substrate, short term temp. adjusting, and forming emitter |
| EP0710399A1 (en) * | 1993-07-12 | 1996-05-08 | National Semiconductor Corporation | Process for fabricating semiconductor devices having arsenic emitters |
| KR19980054454A (ko) * | 1996-12-27 | 1998-09-25 | 김영환 | 폴리실키콘층 형성 방법 |
| US6093613A (en) * | 1998-02-09 | 2000-07-25 | Chartered Semiconductor Manufacturing, Ltd | Method for making high gain lateral PNP and NPN bipolar transistor compatible with CMOS for making BICMOS circuits |
| KR100382725B1 (ko) * | 2000-11-24 | 2003-05-09 | 삼성전자주식회사 | 클러스터화된 플라즈마 장치에서의 반도체소자의 제조방법 |
| US7737049B2 (en) | 2007-07-31 | 2010-06-15 | Qimonda Ag | Method for forming a structure on a substrate and device |
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