[go: up one dir, main page]

JPH11135515A - Structure and manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

Structure and manufacturing method of semiconductor device

Info

Publication number
JPH11135515A
JPH11135515A JP9316090A JP31609097A JPH11135515A JP H11135515 A JPH11135515 A JP H11135515A JP 9316090 A JP9316090 A JP 9316090A JP 31609097 A JP31609097 A JP 31609097A JP H11135515 A JPH11135515 A JP H11135515A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polysilicon
base
contact hole
emitter
region
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.)
Granted
Application number
JP9316090A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3186676B2 (en
Inventor
Hiroshi Kato
博 加藤
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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 NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP31609097A priority Critical patent/JP3186676B2/en
Publication of JPH11135515A publication Critical patent/JPH11135515A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3186676B2 publication Critical patent/JP3186676B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Bipolar Transistors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】セルフアライン型トランジスタにおいてエミッ
タ・ベース間の抵抗が大とならずエミッタ抵抗を小とし
電極の微細加工に好適な高周波特性を向上する半導体装
置の提供。 【解決手段】P-シリコン基板1上にN+埋め込み層2、
-コレクタ層3を有しN-コレクタ層中に高濃度コレク
タ層4を有しN-コレクタ層中にP+外部ベース5、その
内側にP真性ベース6、P真性ベース中にN+エミッタ
7を有し、P+外部ベースと電極18を接続するボロン導
入の第1ポリシリコン10を有し第1ポリシリコンはP+
外部ベース上で100nmそれ以外で200nmである。ベー
ス引出電極用ポリシリコンが真性ベース、エミッタが形
成されるコンタクト孔近くで他部分より薄く、第3ポリ
シリコン上にシリコン酸化膜が残り、エミッタ・ベース
間の抵抗が大とならず、良好な高周波特性を有し第3ポ
リシリコンは高濃度のN型不純物を含むためエミッタ抵
抗を低くする。
(57) Abstract: Provided is a semiconductor device in which the resistance between an emitter and a base in a self-aligned transistor does not increase and the emitter resistance is reduced to improve high frequency characteristics suitable for fine processing of an electrode. An N + buried layer (2) is formed on a P - silicon substrate (1).
N - has a collector layer 3 N - has a high concentration collector layer 4 to the collector layer N - P + external base 5 to the collector layer, N + emitter P intrinsic base 6, in P intrinsic base on its inner side 7 and a boron-introduced first polysilicon 10 connecting the P + external base and the electrode 18, wherein the first polysilicon is P +
100 nm on the external base, otherwise 200 nm. The base extraction electrode polysilicon is thinner near the contact hole where the intrinsic base and the emitter are formed, the silicon oxide film remains on the third polysilicon, and the resistance between the emitter and the base does not increase. Since the third polysilicon has high frequency characteristics and contains a high concentration of N-type impurities, the emitter resistance is reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置及びその
製造方法に関し、特にバイポーラトランジスタに関す
る。
The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a bipolar transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】携帯電話等の移動体通信用端末中のロー
ノイズアンプやプリドライバアンプに用いられるデバイ
スは、高利得、低雑音化と共に、低価格化が求められて
おり、これを満足するデバイスとして、シリコン・バイ
ポーラトランジスタ、特に、高利得、低雑音用のデバイ
スとして、セルフアライン型のシリコン・バイポーラト
ランジスタが多く用いられている。以下に、従来のセル
フアライン型のバイポーラトランジスタの構造について
説明する。
2. Description of the Related Art Devices used for low-noise amplifiers and pre-driver amplifiers in mobile communication terminals such as mobile phones are required to have high gain, low noise, and low price. As a silicon bipolar transistor, in particular, a self-aligned silicon bipolar transistor is often used as a device for high gain and low noise. The structure of a conventional self-aligned bipolar transistor will be described below.

【0003】図6は、特開平8−8351号公報の記載
される半導体装置の構成を示す縦断面図である。図5を
参照すると、この従来の半導体装置は、P−型シリコン
基板1上に、N+埋め込み層2、N−エピタキシャル層
3を有し、N−エピタキシャル層3はフィールド絶縁膜
32により素子分離され、N−エピタキシャル層3中の
能動領域となる部分に、P型真性ベース6、及び、第1
のポリシリコン膜10とP型真性ベース6とを接続する
ためのP+外部ベース5、及び、第2のポリシリコン膜
9を有し、また第1のポリシリコン膜10及び第1シリ
コン窒化膜11にはN+エミッタ7、P真性ベース6と
接続するためのコンタクト孔があり、P真性ベース領域
6中にコンタクト孔側壁にある第1のサイドウォール2
3を分離膜としてN+エミッタ7を有し、コンタクト孔
上及び第1シリコン窒化膜11上にN+型エミッタ電極
15を有する構造となっている。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a semiconductor device described in Japanese Patent Laid-Open No. 8-8351. Referring to FIG. 5, this conventional semiconductor device has an N + buried layer 2 and an N− epitaxial layer 3 on a P− type silicon substrate 1, and the N− epitaxial layer 3 is separated by a field insulating film 32. , N-epitaxial layer 3, a P-type intrinsic base 6 and a first
P + external base 5 for connecting the polysilicon film 10 to the P-type intrinsic base 6 and the second polysilicon film 9, and the first polysilicon film 10 and the first silicon nitride film 11 Has a contact hole for connection with the N + emitter 7 and the P intrinsic base 6, and has a first sidewall 2 on the side wall of the contact hole in the P intrinsic base region 6.
3 has an N + emitter 7 as an isolation film, and has an N + emitter electrode 15 on the contact hole and the first silicon nitride film 11.

【0004】図6に示した構成の従来のセルフアライン
型トランジスタの高周波特性をさらに向上させるには、
エミッタコンタクト寸法を微細化し、容量を下げ、ベー
ス抵抗を下げる必要がある。しかし、この場合、コンタ
クト孔上のN+型エミッタ電極33のカバレッジが悪く
なり、段差部分のN+型エミッタ電極33を流れる電流
密度が高くなり、エレクトロマイグレーションにより、
デバイス寿命が短くなるという問題点があった。
In order to further improve the high frequency characteristics of the conventional self-aligned transistor having the configuration shown in FIG.
It is necessary to reduce the size of the emitter contact, reduce the capacitance, and reduce the base resistance. However, in this case, the coverage of the N + -type emitter electrode 33 on the contact hole is deteriorated, the current density flowing through the N + -type emitter electrode 33 at the step is increased, and electromigration is performed.
There is a problem that the device life is shortened.

【0005】この問題点を解決するために、例えば特開
平5−175206号公報には、エミッタ電極窓の平坦
性を良くし、エミッタ電極配線膜のステップカバレッジ
を向上させることを目的として、図7に縦断面図として
示すようなエミッタ自己整合型バイポーラトランジスタ
が提案されている。
In order to solve this problem, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-175206 discloses a method of improving the flatness of an emitter electrode window and improving the step coverage of an emitter electrode wiring film. A self-aligned bipolar transistor as shown in FIG.

【0006】図6を参照すると、このバイポーラトラン
ジスタは、図5に示したトランジスタと同様に、セルフ
アライン型のトランジスタであるが、第2のポリシリコ
ン膜28がコンタクト孔中に埋め込まれており、第3の
ポリシリコン膜29上にエミッタ電極配線30を有して
いる。このため、コンタクト孔上は平坦化されており、
第1の従来技術にみられるような、トランジスタの寿命
を短くする電流密度の増加は起こらない。
Referring to FIG. 6, this bipolar transistor is a self-aligned transistor like the transistor shown in FIG. 5, but has a second polysilicon film 28 buried in a contact hole. An emitter electrode wiring 30 is provided on the third polysilicon film 29. For this reason, the contact hole is flattened,
The increase in current density that shortens the life of the transistor as in the first prior art does not occur.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記特開平
8−8351号公報には、メタライズ工程が明記されて
いないが、本来ならば、図6に示した工程の後に、メタ
ライゼーション工程において、各トランジスタや受動素
子間を接続するために、シリコン酸化膜等の絶縁膜を形
成し、第1ポリシリコン10とN+エミッタ電極33上
に接続孔を形成する、ことが行われるはずである。
By the way, the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-8351 does not specify a metallizing step, but originally, after the step shown in FIG. In order to connect the transistors and passive elements, an insulating film such as a silicon oxide film should be formed, and a connection hole should be formed on the first polysilicon 10 and the N + emitter electrode 33.

【0008】この際、図6を参照して説明した従来の半
導体装置においては、コンタクト孔の段差の影響によ
り、N+エミッタ電極33上のシリコン酸化膜が、第1
ポリシリコン10上よりコンタクト孔の段差分厚くな
る。このため、同時に接続孔をドライエッチにより形成
した場合には、第1ポリシリコン10がオーバーエッチ
されてしまい、第1ポリシリコン10の接続孔部分のポ
リシリコンがなくなり、P真性ベース6に電流が供給さ
れず、トランジスタが動作しなくなるという問題点点を
有している。
At this time, in the conventional semiconductor device described with reference to FIG. 6, the silicon oxide film on the N + emitter electrode 33 has a first thickness due to the influence of the step of the contact hole.
The step difference of the contact hole becomes thicker than on the polysilicon 10. Therefore, if the connection hole is formed by dry etching at the same time, the first polysilicon 10 is over-etched, the polysilicon in the connection hole portion of the first polysilicon 10 disappears, and a current flows through the P intrinsic base 6. There is a problem that the transistor is not operated because it is not supplied.

【0009】また、第1ポリシリコン10の接続孔部分
のポリシリコンがなくならないように、シリコン酸化膜
をエッチングした場合、N+型エミッタ電極33上にシ
リコン酸化膜が残り、エミッタ・ベース間の抵抗が大き
く、高周波特性を劣化させることになる、という問題点
を有している。
When the silicon oxide film is etched so that the polysilicon in the connection hole portion of the first polysilicon 10 is not lost, the silicon oxide film remains on the N + type emitter electrode 33 and the resistance between the emitter and the base is reduced. And the high frequency characteristics are degraded.

【0010】これに対し、上記特開平5−175206
号公報に提案される半導体装置においては、コンタクト
孔部は平坦化されているため、図6に示した従来の半導
体装置で見られた問題点は生じない。しかしながら、図
7を参照すると、P真性ベース領域6中に、直接N+不
純物をイオン注入法で導入し、第2のポリシリコン膜2
8をノンドープで形成しているため、第2のポリシリコ
ン膜28はきわめて高抵抗であり、エミッタ抵抗が高く
なり、高周波特性を劣化させる、という問題点を有して
いる。
On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No. 5-175206 discloses
In the semiconductor device proposed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H10-260, the contact holes are flattened, so that the problem seen in the conventional semiconductor device shown in FIG. 6 does not occur. However, referring to FIG. 7, an N + impurity is directly introduced into the P intrinsic base region 6 by an ion implantation method, and the second polysilicon film 2 is formed.
Since the second polysilicon film 28 is formed non-doped, the second polysilicon film 28 has a problem that the resistance is extremely high, the emitter resistance is high, and the high frequency characteristics are deteriorated.

【0011】したがって、本発明は、上記問題点を解消
すべくなされたものであって、その目的は、エミッタ・
ベース間の抵抗が大きくならず、良好な高周波特性を有
する半導体装置及び製造方法を提供することにある。ま
た本発明は、エミッタ抵抗を小として高周波特性を向上
する半導体装置を提供することもその目的の一つであ
る。さらに、本発明の他の目的は、電極の微細加工に好
適な半導体装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and has as its object the purpose of the present invention.
It is an object of the present invention to provide a semiconductor device and a method for manufacturing the same, which do not increase the resistance between bases and have good high frequency characteristics. Another object of the present invention is to provide a semiconductor device having a small emitter resistance and improving high-frequency characteristics. Still another object of the present invention is to provide a semiconductor device suitable for fine processing of an electrode.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係る半導体装置は、第1導電型の半導体基
板上に、第2導電型のコレクタ引き出しとなる領域と、
第2導電型のコレクタ引き出しとなる領域の上に、第2
導電型でコレクタ領域とコレクタ領域上に第1導電型の
不純物が導入されたベース引き出しポリシリコンと、第
1の導電型の不純物が導入されたベース引き出しポリシ
リコン上に窒化シリコン膜を有し、第1導電型の不純物
が導入されたベース引き出しポリシリコンと窒化シリコ
ン膜に形成されたコンタクト孔と、コンタクト孔の下に
形成された第1導電型のベース領域と、コンタクト孔側
壁に酸化膜と窒化膜からなるサイドウォールと、ベース
領域内にサイドウォールを隔て第2導電型のエミッタ領
域、エミッタ領域上に、エミッタポリシリコンを有する
セルフアライン型のバイポーラトランジスタにおいて、
コンタクト孔部分のベース引き出しポリシリコンの厚さ
がコンタクト孔部分以外のベース引き出しポリシリコン
の厚さよりも薄い、ことを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, a semiconductor device according to the present invention comprises a first conductive type semiconductor substrate, a second conductive type collector lead region,
A second conductive type collector is drawn over the region serving as a collector drawer.
A conductive type collector region and a base-leading polysilicon having a first conductivity-type impurity introduced on the collector region, and a silicon nitride film on the base-leading polysilicon having the first conductivity-type impurity introduced thereon; A contact hole formed in the base-leading polysilicon and the silicon nitride film into which the impurity of the first conductivity type is introduced, a base region of the first conductivity type formed below the contact hole, and an oxide film on the side wall of the contact hole. In a self-aligned bipolar transistor having a sidewall made of a nitride film, an emitter region of a second conductivity type with a sidewall in a base region, and emitter polysilicon on the emitter region,
The thickness of the base lead-out polysilicon in the contact hole portion is smaller than the thickness of the base lead-out polysilicon other than the contact hole portion.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について説明
する。本発明の半導体装置は、その好ましい実施の形態
において、図1を参照すると、P−シリコン基板(1)
上にN+埋め込み層(2)を有し、N+埋め込み層
(2)上にN−コレクタ層(3)を有し、N−コレクタ
層(3)中にカーク効果を低減するためのリンを含んだ
高濃度コレクタ層(4)を有し、N−コレクタ層(3)
中にベース抵抗低減のためのP+外部ベース(5)を有
し、さらにその内側にP型不純物(ボロン)を含んだP
真性ベース(6)を有する。そしてP真性ベース(6)
中には、N+エミッタ(7)を有し、P+外部ベース
(5)と電極(18)を接続するためにP型不純物(ボ
ロン)をイオン注入法により導入された第1ポリシリコ
ン(ベース引き出しポリシリコン)(10)を有し、第
1ポリシリコン(10)は、P+外部ベース(5)上で
は、例えば膜厚100nm、それ以外では、例えば膜厚
200nmである。
Embodiments of the present invention will be described. In a preferred embodiment of the semiconductor device of the present invention, referring to FIG. 1, a P-silicon substrate (1)
An N + buried layer (2) on the N + buried layer (2), an N-collector layer (3) on the N + buried layer (2), and phosphorus in the N-collector layer (3) for reducing a Kirk effect. Having a high concentration collector layer (4) and an N-collector layer (3).
There is a P + external base (5) for reducing the base resistance inside, and a P-type impurity (boron) containing P-type impurity (boron) inside.
It has an intrinsic base (6). And P intrinsic base (6)
The first polysilicon (base lead) has an N + emitter (7) and has a P-type impurity (boron) introduced by an ion implantation method to connect the P + external base (5) and the electrode (18). The first polysilicon (10) has a thickness of, for example, 100 nm on the P + external base (5), and has a thickness of, for example, 200 nm otherwise.

【0014】本発明の実施の形態によれば、ベース引き
出し電極用ポリシリコンが真性ベース、エミッタが形成
されるためのコンタクト孔近くで、他の部分より薄くな
っているため、第3ポリシリコン(16)上にシリコン
酸化膜(17)が残り、エミッタ・ベース間の抵抗が大
きくならず、良好な高周波特性を有する。
According to the embodiment of the present invention, since the base extraction electrode polysilicon is thinner near the contact hole for forming the intrinsic base and the emitter than the other portions, the third polysilicon ( 16) The silicon oxide film (17) remains on the surface, the resistance between the emitter and the base does not increase, and the device has good high-frequency characteristics.

【0015】また、第3ポリシリコン(16)は高濃度
のN型不純物を含むためエミッタ抵抗を低くできる。
Further, since the third polysilicon 16 contains a high concentration of N-type impurities, the emitter resistance can be reduced.

【0016】さらにコンタクト孔が微細になってもコン
タクト孔周囲部のポリシリコンの厚さは実効的に薄くな
るので、N型不純物がP真性ベース(6)中により導入
されやすくなり高周波特性が向上する。
Further, even if the contact hole becomes finer, the thickness of the polysilicon around the contact hole becomes effectively thinner, so that N-type impurities are more easily introduced into the P intrinsic base (6), and the high-frequency characteristics are improved. I do.

【0017】[0017]

【実施例】本発明の実施例について図面を参照して以下
に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0018】図1は、本発明の第1の実施例の半導体装
置の構成を模式的に示す縦断面図である。図1を参照す
ると、P−シリコン基板1上に低抵抗のN+埋め込み層
2を有し、N+埋め込み層2上に、比抵抗が1〜3Ω
(オーム)・cmで、1.0μm程度の厚さのN−コレ
クタ層3を有している。また、素子分離のための第1シ
リコン酸化膜8を有し、N+コレクタ層3中にカーク効
果を低減するための1〜7×1015cm-3の濃度のリン
を含んだ高濃度コレクタ層4を有し、さらにN−コレク
タ層3中にベース抵抗低減のためのP+外部ベース5、
さらに、その内側に、1〜3×1018cm-3の濃度のボ
ロンを含んだP真性ベース6を有する。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a low resistance N + buried layer 2 is provided on a P− silicon substrate 1, and a specific resistance is 1 to 3Ω on the N + buried layer 2.
The N-collector layer 3 has a thickness of about 1.0 μm in (ohms) · cm. Also, a high-concentration collector layer having a first silicon oxide film 8 for element isolation and containing 1 to 7 × 10 15 cm −3 of phosphorus in the N + collector layer 3 for reducing a Kirk effect. A P + external base 5 for reducing base resistance in the N− collector layer 3;
In addition, a P intrinsic base 6 containing boron at a concentration of 1 to 3 × 10 18 cm −3 is provided inside.

【0019】P真性ベース6中には、砒素を1〜5×1
20cm-3の濃度含んだN+エミッタ7を有する。
In the P intrinsic base 6, 1 to 5 × 1 arsenic is contained.
It has an N + emitter 7 containing a concentration of 0 20 cm -3 .

【0020】また、P+外部ベース5と電極18を接続
するためにボロンをイオン注入法により導入した低抵抗
の第1ポリシリコン10を有する。第1ポリシリコン1
0は、その膜厚が、P+外部ベース5上では、100n
mであり、それ以外は200nmである。
Further, there is provided a low-resistance first polysilicon 10 into which boron is introduced by an ion implantation method for connecting the P + external base 5 and the electrode 18. First polysilicon 1
0 means that the film thickness is 100 n on the P + external base 5
m, otherwise 200 nm.

【0021】N+エミッタ7をできるだけ浅く形成する
ために、固層拡散にて形成するための第3ポリシリコン
16と第1ポリシリコン10、およびN+エミッタ7と
P真性ベース6を分離するためのサイドウォールとし
て、第2シリコン酸化膜12、第2シリコン窒化膜1
3、第3シリコン酸化膜14、第3シリコン窒化膜1
5、第1シリコン窒化膜11を有する。さらに、第1シ
リコン窒化膜11、及び、第3ポリシリコン16上に
は、膜厚400nmの第4シリコン窒化膜17を有して
いる。
In order to form the N + emitter 7 as shallow as possible, the third polysilicon 16 and the first polysilicon 10 to be formed by solid layer diffusion, and the side for separating the N + emitter 7 and the P intrinsic base 6 are formed. As a wall, the second silicon oxide film 12 and the second silicon nitride film 1
3, third silicon oxide film 14, third silicon nitride film 1
5. The first silicon nitride film 11 is provided. Further, a fourth silicon nitride film 17 having a thickness of 400 nm is provided on the first silicon nitride film 11 and the third polysilicon 16.

【0022】第1のポリシリコン10と第3のポリシリ
コン16の上に、Al−Si−Cu合金とバリアメタル
からなる厚さ500nm、幅1μmの電極18を有す
る。
On the first polysilicon 10 and the third polysilicon 16, there is provided an electrode 18 made of an Al—Si—Cu alloy and a barrier metal and having a thickness of 500 nm and a width of 1 μm.

【0023】次に、図1に示した第1の実施例の製造方
法について図面を参照して説明する。
Next, the manufacturing method of the first embodiment shown in FIG. 1 will be described with reference to the drawings.

【0024】図2及び図3は、本発明の第1の実施例の
半導体装置の製造方法について主要工程を工程順に縦断
面として示した図である。
FIGS. 2 and 3 are longitudinal sectional views showing major steps in the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention in the order of steps.

【0025】まず図2(a)に示すように、P−シリコ
ン基板上に、膜厚400nmの酸化膜を熱酸化工程にて
成長し、フォトリソグラフィー工程にてパタニングす
る。パタニングした酸化膜をマスクに砒素を注入し、1
100度で、20分ほど熱処理を行って、砒素を活性化
し、酸化膜をフッ酸系のエッチング液にて除去する。こ
れによりN+埋め込み層2が形成される。
First, as shown in FIG. 2A, an oxide film having a thickness of 400 nm is grown on a P-silicon substrate by a thermal oxidation process and patterned by a photolithography process. Arsenic is implanted using the patterned oxide film as a mask,
A heat treatment is performed at 100 degrees for about 20 minutes to activate arsenic, and the oxide film is removed with a hydrofluoric acid-based etchant. Thus, an N + buried layer 2 is formed.

【0026】続いて、リンがドーピングされたN−コレ
クタ層3をエピタキシャル成長させる。
Subsequently, the N-collector layer 3 doped with phosphorus is epitaxially grown.

【0027】次にシリコン酸化膜を成長し、N−コレク
タ層3と基板表面を接続するための領域のみ、酸化膜を
除去し、リン拡散を行い、コレクタ引き上げ領域を形成
する。
Next, a silicon oxide film is grown, the oxide film is removed only in a region for connecting the N-collector layer 3 and the substrate surface, phosphorus diffusion is performed, and a collector pulling region is formed.

【0028】その後、酸化膜を全面除去後、再度、素子
分離用の第1シリコン酸化膜8を膜厚400nm成長す
る。
After removing the entire surface of the oxide film, a first silicon oxide film 8 for device isolation is grown to a thickness of 400 nm again.

【0029】次に、第1のポリシリコン10を膜厚20
0nmCVD法により成長し、ボロンをイオン注入法に
より第1のポリシリコン10に導入する。
Next, the first polysilicon 10 is deposited to a thickness of 20
The first polysilicon 10 is grown by a 0 nm CVD method, and boron is introduced into the first polysilicon 10 by an ion implantation method.

【0030】続いて、フォトリソグラフィー工程にて、
P真性ベース6、N+エミッタ7を形成するための第2
のコンタクト孔(後述する)よりも、片側0.5μm幅
の広い開口レジストパタンを形成し、ドライエッチング
工程にて、図2(b)に示すように、第1ポリシリコン
10の厚さの半分の100nmだけエッチングし、第1
のコンタクト孔19を形成し、フォトレジスト18を除
去する。
Subsequently, in a photolithography process,
A second base for forming the P intrinsic base 6 and the N + emitter 7
An opening resist pattern having a width of 0.5 μm wider on each side than the contact hole (described later) is formed, and in the dry etching step, as shown in FIG. 2B, half of the thickness of the first polysilicon 10 is formed. Etch only 100 nm
Is formed, and the photoresist 18 is removed.

【0031】その後、第1シリコン窒化膜11を膜厚1
20nmCVD法にて成長し、図2(b)に示す工程で
形成した第1コンタクト孔19よりも0.5μm幅が狭
く、0.8μm幅で長さ20μmの第2コンタクト孔2
0を、フォトリソグラフィー及び、ドライエッチング法
により形成する。
Thereafter, the first silicon nitride film 11 is
The second contact hole 2 grown by the 20 nm CVD method and having a width of 0.5 μm narrower than that of the first contact hole 19 formed in the step shown in FIG. 2B and having a width of 0.8 μm and a length of 20 μm.
0 is formed by photolithography and dry etching.

【0032】続いて、リンをフォトレジストマスクでイ
オン注入し、高濃度コレクタ層4を形成する。
Subsequently, phosphorus is ion-implanted with a photoresist mask to form a high concentration collector layer 4.

【0033】さらに熱酸化法により、膜厚10nmの第
1シリコン酸化膜12を成長させる。この時、第1ポリ
シリコン10のボロンが熱拡散されP+外部ベース5が
形成される。
Further, a first silicon oxide film 12 having a thickness of 10 nm is grown by a thermal oxidation method. At this time, boron of the first polysilicon 10 is thermally diffused to form the P + external base 5.

【0034】続いて第1シリコン酸化膜12を通して、
BF2をイオン注入し、P真性ベース6を形成する(図
3(c)参照)。
Subsequently, through the first silicon oxide film 12,
BF 2 is ion-implanted to form a P intrinsic base 6 (see FIG. 3C).

【0035】次にサイドウォール形成のために第2シリ
コン窒化膜を膜厚120nm、CVD法により成長し、
RIE法によりエッチバックする。これによりサイドウ
ォールが第2シリコン窒化膜13、第2シリコン酸化膜
12で形成される。この時、第3シリコン窒化膜15も
形成される。
Next, a second silicon nitride film is grown to a thickness of 120 nm by CVD to form a sidewall.
Etch back by RIE. As a result, sidewalls are formed by the second silicon nitride film 13 and the second silicon oxide film 12. At this time, the third silicon nitride film 15 is also formed.

【0036】続いて、第3ポリシリコンをCVD法で膜
厚200nm成長し、砒素をイオン注入法で導入し、ラ
ンプアニール法により1000〜1050℃で熱処理す
る。これによりN+エミッタ7が形成される。その後、
第3ポリシリコンはパターニングされる。この様子を、
図3(d)に示す。
Subsequently, a third polysilicon is grown to a thickness of 200 nm by a CVD method, arsenic is introduced by an ion implantation method, and a heat treatment is performed at 1000 to 1050 ° C. by a lamp annealing method. Thereby, N + emitter 7 is formed. afterwards,
The third polysilicon is patterned. This situation,
It is shown in FIG.

【0037】さらに、図1に示すように、第4シリコン
酸化膜17、電極18を形成する。
Further, as shown in FIG. 1, a fourth silicon oxide film 17 and an electrode 18 are formed.

【0038】次に本発明の第2の実施例について説明す
る。図4は、本発明の第2の実施例の半導体装置の構成
を示す縦断面図である。本実施例では、N+エミッタ7
を形成するためのポリシリコンがコンタクト孔に埋め込
まれ、第1埋め込みポリシリコン21を有している。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. In this embodiment, the N + emitter 7
Is formed in the contact hole, and has a first buried polysilicon 21.

【0039】図5は、本発明の第2の実施例の半導体装
置の製造方法の主要工程を工程順に示す縦断面図であ
る。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing the main steps of a method of manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention in the order of steps.

【0040】図5(a)に示す通り、サイドウォール形
成までは、前記第1の実施例と同一であるが、その後、
第1埋め込みポリシリコン21をLPCVD法で膜厚3
00nm成長し、イオン注入法で砒素を、前記第1の実
施例と同条件で導入し、さらに、第2埋め込みポリシリ
コン22を、LPCVD法で300nm成長し、イオン
注入法で砒素を第1埋め込みポリシリコンと同条件で導
入し、RIE法により、エッチバックする。これによ
り、図5(b)に示すように、ポリシリコンが埋め込ま
れる。このあとの製造方法は、第1の実施例と同じであ
る。
As shown in FIG. 5A, the process up to the formation of the side wall is the same as that of the first embodiment.
The thickness of the first buried polysilicon 21 is 3
Then, arsenic is introduced by ion implantation under the same conditions as in the first embodiment, and a second buried polysilicon 22 is grown by 300 nm by LPCVD and arsenic is first implanted by ion implantation. It is introduced under the same conditions as polysilicon, and is etched back by RIE. As a result, the polysilicon is buried as shown in FIG. The subsequent manufacturing method is the same as in the first embodiment.

【0041】また本発明の第2の実施例では、第1埋め
込みポリシリコンにより平坦化されているため、電極の
微細加工性に優れている。
In the second embodiment of the present invention, the electrode is flattened by the first buried polysilicon, so that the electrode is excellent in fine workability.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、下
記記載の効果を奏する。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

【0043】本発明の第1の効果は、ベース引き出し電
極用ポリシリコンが、真性ベース、エミッタが形成され
るためのコンタクト孔近くで、他の部分よりも薄くなっ
ているため、第3ポリシリコン膜上にシリコン酸化膜が
残ることによる、エミッタ・ベース間の抵抗が大きくな
らず、良好な高周波特性を有する、ということである。
The first effect of the present invention is that the base polysilicon for the lead extraction electrode is thinner than the other portions near the contact hole where the intrinsic base and the emitter are formed, so that the third polysilicon is used. That is, since the silicon oxide film remains on the film, the resistance between the emitter and the base does not increase and the device has good high-frequency characteristics.

【0044】また、本発明の第2の効果は、第3ポリシ
リコンは高濃度のN型不純物を含んでいるため、エミッ
タ抵抗を低くすることができ、さらに、コンタクト孔が
微細になっても、コンタクト孔周囲部のポリシリコンの
厚さは実効的に薄くなるので、N型不純物がP真性ベー
ス中により導入されやすくなり、高周波特性を向上す
る、ということである。
The second effect of the present invention is that the third polysilicon contains a high concentration of N-type impurities, so that the emitter resistance can be reduced and the contact hole can be reduced even if it becomes fine. Since the thickness of the polysilicon around the contact hole is effectively reduced, N-type impurities are more easily introduced into the P intrinsic base, and the high-frequency characteristics are improved.

【0045】さらに本発明の第3の効果は、第1埋め込
みポリシリコンにより平坦化されているため、良好な電
極の微細加工性を実現する、ということである。
Further, a third effect of the present invention is that excellent flatness of electrodes can be achieved because the surface is flattened by the first buried polysilicon.

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

【図1】本発明の第1の実施例に係る半導体装置の構成
を示す縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a semiconductor device according to a first example of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例に係る半導体装置の製造
方法を工程順に説明するための縦断面図である。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view for explaining a method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention in the order of steps.

【図3】本発明の第1の実施例に係る半導体装置の製造
方法を工程順に説明するための縦断面図である。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view for explaining a method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention in the order of steps.

【図4】本発明の第2の実施例に係る半導体装置の構成
を示す縦断面図である。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a semiconductor device according to a second example of the present invention.

【図5】本発明の第2の実施例に係る半導体装置の製造
方法を工程順に説明するための縦断面図である。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention in the order of steps.

【図6】従来の半導体装置の構成を示す縦断面図であ
る。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a conventional semiconductor device.

【図7】従来の別の半導体装置の構成を示す縦断面図で
ある。
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing the configuration of another conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 P−シリコン基板 2 N+埋め込み層 3 N−コレクタ層 4 高濃度コレクタ層 5 P+外部ベース 6 P真性ベース 7 N+エミッタ 8 第1シリコン酸化膜 9 第2ポリンリシリコン 10 第1ポリシリコン 11 第1シリコン窒化膜 12 第2シリコン酸化膜 13 第2シリコン窒化膜 14 第3シリコン酸化膜 15 第3シリコン窒化膜 16 第3ポリシリコン 17 第4シリコン酸化膜 18 電極 19 第1コンタクト孔 20 第1コンタクト孔 21 第1埋め込みポリシリコン 22 第2埋め込みポリシリコン 23 第1のサイドウォール 24 第5シリコン酸化膜 25 Tiシリサイド膜 27 フィールド酸化膜 28 第2のポリシリ 29 第3のポリシリ 30 エミッタ電極配線 31 エミッタ電極配線膜 32 フィールド絶縁膜 33 N+エミッタ電極 REFERENCE SIGNS LIST 1 P-silicon substrate 2 N + buried layer 3 N-collector layer 4 high-concentration collector layer 5 P + external base 6 P intrinsic base 7 N + emitter 8 first silicon oxide film 9 second polysilicon 10 first polysilicon 11 first Silicon nitride film 12 Second silicon oxide film 13 Second silicon nitride film 14 Third silicon oxide film 15 Third silicon nitride film 16 Third polysilicon 17 Fourth silicon oxide film 18 Electrode 19 First contact hole 20 First contact hole Reference Signs List 21 first buried polysilicon 22 second buried polysilicon 23 first sidewall 24 fifth silicon oxide film 25 Ti silicide film 27 field oxide film 28 second polysilicon 29 third polysilicon 30 emitter electrode wiring 31 emitter electrode wiring Film 32 field insulating film 33 N + D Jitter electrode

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1導電型の半導体基板上に、第2導電型
のコレクタ引き出しとなる領域と、 該第2導電型のコレクタ引き出しとなる領域の上に第2
導電型のコレクタ領域と、 該コレクタ領域上に第1導電型の不純物が導入されたベ
ース引き出しポリシリコンと、 該第1導電型の不純物が導入されたベース引き出しポリ
シリコン上に窒化シリコン膜を有し、 前記第1導電型の不純物が導入されたベース引き出しポ
リシリコンと前記窒化シリコン膜に形成されたコンタク
ト孔と、 前記コンタクト孔の下に形成された第1導電型のベース
領域と、 前記コンタクト孔側壁に酸化膜と窒化膜からなるサイド
ウォールと、 前記ベース領域内に前記サイドウォールを隔て第2導電
型のエミッタ領域と、前記エミッタ領域上にエミッタポ
リシリコンと、 を有するセルフアライン型のバイポーラトランジスタに
おいて、 前記コンタクト孔部分のベース引き出しポリシリコンの
厚さが、前記コンタクト孔部分以外のベース引き出しポ
リシリコンの厚さよりも薄い、ことを特徴とする半導体
装置。
A first conductive type collector lead-out region on the first conductive type semiconductor substrate; and a second conductive type collector lead-out region on the second conductive type collector lead-out region.
A conductive type collector region, a base lead-out polysilicon in which a first conductive type impurity is introduced on the collector region, and a silicon nitride film on the base lead-out polysilicon in which the first conductive type impurity is introduced. A contact hole formed in the base-leading polysilicon doped with the first conductivity type impurity and the silicon nitride film; a first conductivity type base region formed below the contact hole; A self-aligned bipolar transistor having: a sidewall made of an oxide film and a nitride film on the side wall of a hole; an emitter region of a second conductivity type in the base region with the sidewall therebetween; and emitter polysilicon on the emitter region. In the transistor, the thickness of the base-leading polysilicon in the contact hole portion is equal to the thickness of the contact hole. Thinner than the thickness of the base leading poly-silicon other than the minute, and wherein a.
【請求項2】請求項1の半導体装置において、前記エミ
ッタポリシリコンが前記コンタクト孔に埋め込まれてい
る、ことを特徴とする半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said emitter polysilicon is buried in said contact hole.
【請求項3】セルフアライン型バイポーラトランジスタ
を含む半導体装置において、 ベース引き出し用ポリシリコンが、真性ベース及びエミ
ッタが形成されるコンタクト孔近くでその厚さが他の部
分よりも薄い、ことを特徴とする半導体装置。
3. A semiconductor device including a self-aligned bipolar transistor, characterized in that the base-leading polysilicon has a smaller thickness near the contact hole where the intrinsic base and the emitter are formed than at other portions. Semiconductor device.
【請求項4】(a)第1導電型半導体基板上に、第2導
電型埋め込み層を形成した後、第2導電型コレクタ層を
成膜し、その後、コレクタ引き上げ領域を形成する工
程、 (b)所定膜厚の第1導電型不純物を導入した第1のポ
リシリコンに形成する工程、 (c)前記第1ポリシリコンの厚さの約半分をエッチン
グして第1のコンタクト孔を形成し、 (d)つづいて第1シリコン窒化膜を形成し、前記第1
のシリコン窒化膜及び前記第1のポリシリコンに前記第
1のコンタクト孔の位置に前記第1コンタクト孔の開口
径よりも狭い第2コンタクト孔を形成し、 (e)前記第2導電型コレクタ層中に高濃度コレクタ層
を形成し、 (f)前記第2コンタクト孔の下に第1導電型のベース
領域を形成し、 (g)前記第2コンタクト孔側壁に酸化膜と窒化膜から
なるサイドウォールを形成し、 (h)前記ベース領域内に前記サイドウォールを隔て第
2導電型のエミッタ領域を形成し、 (i)前記エミッタ領域上にエミッタポリシリコンを形
成する、 上記工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方
法。
(A) forming a second conductivity type buried layer on the first conductivity type semiconductor substrate, forming a second conductivity type collector layer, and then forming a collector pull-up region; b) forming a first polysilicon having a predetermined thickness into which first conductivity type impurities are introduced, and (c) etching a half of the thickness of the first polysilicon to form a first contact hole. (D) forming a first silicon nitride film;
Forming a second contact hole narrower than the opening diameter of the first contact hole at the position of the first contact hole in the silicon nitride film and the first polysilicon; and (e) the second conductivity type collector layer. A high-concentration collector layer is formed therein; (f) a first conductivity type base region is formed below the second contact hole; and (g) a side wall made of an oxide film and a nitride film on the side wall of the second contact hole. (H) forming an emitter region of a second conductivity type in the base region with the side wall therebetween, and (i) forming an emitter polysilicon on the emitter region. A method for manufacturing a semiconductor device.
JP31609097A 1997-10-31 1997-10-31 Structure and manufacturing method of semiconductor device Expired - Fee Related JP3186676B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31609097A JP3186676B2 (en) 1997-10-31 1997-10-31 Structure and manufacturing method of semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31609097A JP3186676B2 (en) 1997-10-31 1997-10-31 Structure and manufacturing method of semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11135515A true JPH11135515A (en) 1999-05-21
JP3186676B2 JP3186676B2 (en) 2001-07-11

Family

ID=18073137

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP31609097A Expired - Fee Related JP3186676B2 (en) 1997-10-31 1997-10-31 Structure and manufacturing method of semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3186676B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009206325A (en) * 2008-02-28 2009-09-10 Hitachi Ltd Semiconductor device, and manufacturing method thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009206325A (en) * 2008-02-28 2009-09-10 Hitachi Ltd Semiconductor device, and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP3186676B2 (en) 2001-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5065208A (en) Integrated bipolar and CMOS transistor with titanium nitride interconnections
JP3006531B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
US20030107051A1 (en) Super self -aligned heterojunction biplar transistor and its manufacturing method
JP2002289834A (en) Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device
CN100472800C (en) Bipolar transistor and method of manufacturing the same
JPS60202965A (en) Method of producing improved oxide defined transistor and structure obtained as its result
JP3621359B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
US7521327B2 (en) High fT and fmax bipolar transistor and method of making same
JP2001023998A (en) Method of manufacturing bipolar device having self-aligned base-emitter junction
KR100301531B1 (en) Method for manufacturing bipolar transistor capable of supressing deterioration of transistor characteristics
JP3186676B2 (en) Structure and manufacturing method of semiconductor device
JP2809025B2 (en) Bipolar transistor
JP4956853B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
US6331727B1 (en) Semiconductor device and method of fabricating the same
US6387768B1 (en) Method of manufacturing a semiconductor component and semiconductor component thereof
EP0724298B1 (en) Semiconductor device with bipolar transistor and fabrication method thereof
JP3189722B2 (en) Semiconductor integrated circuit device and method of manufacturing the same
JP3055781B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JPH1174366A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2712889B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP2002368004A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JPS629226B2 (en)
JPH11354530A (en) Bipolar semiconductor device and method of manufacturing the same
JPH06326117A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2001085441A (en) Bipolar transistor

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20010410

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees