JPH05129318A - Manufacture of bipolar transistor - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 窒化膜の湿式エッチング時にポリシリコン層
を保護し、半導体素子の電気的な特性上の欠陥の発生を
抑制できたバイポーラトランジスタを提供する。
【構成】 第1の窒化膜12上にポリ層の浸蝕防止層で
ある薄い酸化膜13を設け、次いで第1のポリ層14、
第2の窒化膜15、第2のポリ層16を順に設ける工程
と、フォトレジストをパターン化して第2のポリ層を選
択エッチングする工程と、不純物をイオン注入した後、
アニール処理を行う工程と、前記第2のポリ層と第2の
窒化膜をエツチングする工程と、第1のポリ層のうちイ
オン注入工程時にドーピングされたポリ層とドーピング
されていないポリ層とを選択エッチングする工程と、ポ
リ層に窒化ボロンを注入する工程と、ポリ層を部分的に
酸化して酸化膜を形成する工程と、第1の窒化膜を選択
エッチングする工程とを具備してなるバイポーラトラン
ジスタの製造方法。
(57) [Summary] (Modified) [Objective] To provide a bipolar transistor capable of protecting a polysilicon layer during wet etching of a nitride film and suppressing generation of defects in electrical characteristics of a semiconductor device. A thin oxide film 13 which is an erosion preventive layer for a poly layer is provided on the first nitride film 12, and then a first poly layer 14,
A step of sequentially providing the second nitride film 15 and the second poly layer 16, a step of patterning the photoresist to selectively etch the second poly layer, and ion implantation of impurities,
An annealing step, an etching step of etching the second poly layer and the second nitride film, and a poly layer doped and an undoped poly layer of the first poly layer during the ion implantation step. It comprises a step of selectively etching, a step of implanting boron nitride into the poly layer, a step of partially oxidizing the poly layer to form an oxide film, and a step of selectively etching the first nitride film. Manufacturing method of bipolar transistor.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、自己整合(self
align)技術を利用した高速で高集積バイポーラト
ランジスタの製造方法、特に、製造工程時に発生するP
型ポリシリコンの不均一なエッチングによる構造的な欠
陥をなくしたバイポーラトランジスタの製造方法に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is self-aligning (self).
A high-speed and highly integrated bipolar transistor manufacturing method using the (align) technology, in particular, P generated during the manufacturing process.
The present invention relates to a method for manufacturing a bipolar transistor in which structural defects due to non-uniform etching of type polysilicon are eliminated.
【0002】[0002]
【発明の背景】バイポーラトランジスタは、高速化、高
集積化につれて素子の微細化が進み、そして接合の深さ
は浅くなり、ベースの厚さが薄くなっている。このよう
な傾向によってMOSトランジスタに比べて集積度が劣
り、ビット当たり工程単価が高いという欠点があるにも
かかわらず、バイポーラトランジスタは、伝達遅延時間
が少ないことから速い動作速度を要する部門で広く活用
されている。特に、多結晶シリコン自己整合(poly
silicon self aligned)技術が開
発されて以来、P型とN型不純物がドーピングされた多
結晶シリコンでベースとエミッタを自己整合させること
により、0.1〜0.2μmの浅い接合の深さの調節が
容易になり、集積度面においても多くの可能性を持って
いる。BACKGROUND OF THE INVENTION Bipolar transistors are becoming finer devices as the speed and integration become higher, and the junction depth becomes shallower and the base becomes thinner. Due to such a tendency, the degree of integration is inferior to that of the MOS transistor and the unit cost per bit is high, but the bipolar transistor is widely used in a department requiring a high operation speed because of its short transmission delay time. Has been done. In particular, polycrystalline silicon self-aligned (poly)
Since the development of silicon self-aligned technology, the shallow junction depth of 0.1-0.2 μm is adjusted by self-aligning the base and emitter with P-type and N-type doped polycrystalline silicon. It becomes easy and there are many possibilities in terms of integration.
【0003】このような自己整合技術を利用した従来の
NPNバイポーラトンラジスタの製造工程は次のような
ものである。先ず、図5Aに示す如く、シリコン基板上
にパット酸化膜1を形成し、その上部に第1の窒化膜
2、第1のポリシリコン層3、第2の窒化膜4、第2の
ポリシリコン層5を順に蒸着した後、全面にフォトレジ
スト6を塗布する。次いで、エミッタ/ベース領域の形
成の為に、前記フォトレジスト6をパターン化し、第2
のポリシリコン層5を選択エッチングした後、フォトレ
ジスト6を除去する。The manufacturing process of a conventional NPN bipolar ton radiator using such a self-alignment technique is as follows. First, as shown in FIG. 5A, a pad oxide film 1 is formed on a silicon substrate, and a first nitride film 2, a first polysilicon layer 3, a second nitride film 4 and a second polysilicon film are formed on the pad oxide film 1. After sequentially depositing layers 5, photoresist 6 is applied over the entire surface. The photoresist 6 is then patterned to form an emitter / base region, and a second
After the polysilicon layer 5 is selectively etched, the photoresist 6 is removed.
【0004】続いて、図5Bに示す如く、ダブルイオン
注入法により不純物をイオン注入し、高温でアニール処
理を行う。その後、図5Cに示す如く、第2のポリシリ
コン5と第2の窒化膜4とを順に除去する。次いで、図
5Dに示す如く、ポリシリコン層3のうちドーピングさ
れたポリシリコン層8は残し、ドーピングされていない
ポリシリコン層7は水酸化カリウムを用いて選択的に湿
式エッチングする。Subsequently, as shown in FIG. 5B, impurities are ion-implanted by a double ion implantation method, and an annealing treatment is performed at a high temperature. After that, as shown in FIG. 5C, the second polysilicon 5 and the second nitride film 4 are sequentially removed. Next, as shown in FIG. 5D, the doped polysilicon layer 8 of the polysilicon layer 3 is left, and the undoped polysilicon layer 7 is selectively wet-etched using potassium hydroxide.
【0005】続いて、図5Eに示す如く、ポリシリコン
層8の全面に窒化ボロン(BN)を注入し、ポリシリコ
ン層8を部分的に熱酸化して熱酸化膜9を形成した後、
図5Fに示す如く、燐酸(H3 PO4 )化合物を利用し
て第1の窒化膜2を湿式エッチングする。ところで、従
来のNPNバイポーラトランジスタは、窒化膜2の湿式
エッチング工程の時、ドーピングされたポリシリコン層
8が燐酸に長時間晒されると、ポリシリコン層8の浸蝕
10が発生する。このような欠陥の発生は、工程におけ
る変動因子である温度、使用薬品の組成比及び圧力等を
適切に調整したのみでは完全になくすことは出来ず、工
程の最適化により得られた最適の工程状態でも各々の外
的要因によりポリシリコン層の浸蝕10が最小になる最
適の工程状態を維持し難い。Subsequently, as shown in FIG. 5E, boron nitride (BN) is implanted into the entire surface of the polysilicon layer 8 to partially thermally oxidize the polysilicon layer 8 to form a thermal oxide film 9.
As shown in FIG. 5F, the first nitride film 2 is wet-etched using a phosphoric acid (H 3 PO 4 ) compound. Meanwhile, in the conventional NPN bipolar transistor, during the wet etching process of the nitride film 2, if the doped polysilicon layer 8 is exposed to phosphoric acid for a long time, corrosion 10 of the polysilicon layer 8 occurs. The occurrence of such defects cannot be completely eliminated only by appropriately adjusting the temperature, the composition ratio of the chemicals used, the pressure, etc., which are variable factors in the process, and the optimum process obtained by optimizing the process. Even in the state, it is difficult to maintain the optimum process state in which the erosion 10 of the polysilicon layer is minimized due to each external factor.
【0006】又、ポリシリコン層の浸蝕による不完全な
ポリ層の充填(polyrefill)により外因性ベ
ース領域内の構造的な欠陥が発生し、この欠陥に起因し
た抵抗の増加により素子の動作速度が低下するといった
致命的な問題点が発生した。Further, structural defects in the extrinsic base region are generated due to incomplete polyrefill of the polysilicon layer due to erosion of the polysilicon layer, and the increase in resistance due to the defects increases the operating speed of the device. A fatal problem such as a decrease has occurred.
【0007】[0007]
【発明の開示】本発明の目的は、ポリシリコン層の浸蝕
を防止する為に、窒化膜とポリシリコン層との間に酸化
膜を蒸着し、窒化膜の湿式エッチング時にポリシリコン
層を保護し、半導体素子の電気的な特性上の欠陥の発生
を抑制できたバイポーラトランジスタを提供することで
ある。DISCLOSURE OF THE INVENTION An object of the present invention is to deposit an oxide film between a nitride film and a polysilicon layer in order to prevent erosion of the polysilicon layer and to protect the polysilicon layer during wet etching of the nitride film. Another object of the present invention is to provide a bipolar transistor capable of suppressing the occurrence of defects in the electrical characteristics of semiconductor elements.
【0008】この本発明の目的は、バイポーラトランジ
スタの製造方法であって、シリコン基板上にパット酸化
膜(pad oxide layer)と第1の窒化膜
を順に蒸着した後、第1の窒化膜上にポリシリコン層の
浸蝕防止層である薄い酸化膜を蒸着し、次いで第1のポ
リシリコン層、第2の窒化膜、第2のポリシリコン層を
順に蒸着する工程と、フォトレジストを塗布する工程
と、前記フォトレジストをパターン化して第2のポリシ
リコン層を選択エッチングする工程と、前記フォトレジ
ストを除去し、不純物をイオン注入した後、アニール処
理を行う工程と、前記第2のポリシリコン層と第2の窒
化膜をエツチングする工程と、前記第1のポリシリコン
層のうち前記イオン注入工程時にドーピングされたポリ
シリコン層とドーピングされていないポリシリコン層と
を選択エッチングする工程と、前記ポリシリコン層に窒
化ボロンを注入する工程と、前記ポリ層を部分的に熱酸
化して酸化膜を形成する工程と、前記第1の窒化膜を選
択エッチングする工程とを具備してなることを特徴とす
るバイポーラトランジスタの製造方法によって達成され
る。An object of the present invention is a method for manufacturing a bipolar transistor, which comprises sequentially depositing a pad oxide layer and a first nitride film on a silicon substrate, and then depositing the first oxide film on the first nitride film. A step of depositing a thin oxide film which is an erosion preventive layer of the polysilicon layer, and then a first polysilicon layer, a second nitride film and a second polysilicon layer in this order; and a step of applying a photoresist. Patterning the photoresist to selectively etch the second polysilicon layer; removing the photoresist, ion-implanting impurities, and then performing an annealing treatment; and the second polysilicon layer. Etching the second nitride film, and a polysilicon layer doped in the ion implantation step in the first polysilicon layer and a dope. A step of selectively etching a polysilicon layer which is not formed; a step of implanting boron nitride into the polysilicon layer; a step of partially thermally oxidizing the poly layer to form an oxide film; And a step of selectively etching the nitride film.
【0009】又、バイポーラトランジスタの製造方法で
あって、外因性ベース領域を限定する窒化膜とこの窒化
膜の上部に位置するポリシリコン層との間に、ポリシリ
コン層の浸蝕防止層として窒化膜に比べてエッチング比
が小さい媒質を蒸着することを特徴とするバイポーラト
ランジスタの製造方法によって達成される。尚、このバ
イポーラトランジスタの製造方法において、ポリシリコ
ン層の浸蝕防止層として薄い酸化膜を蒸着することが好
ましく、又、ポリシリコン層の下部を酸化してポリシリ
コン層の浸蝕防止層として用いることが好ましく、そし
て窒化膜のエッチング法として湿式エッチング法、ケミ
カルドライエッチング法又は乾式エッチング法が採用で
きる。Further, in the method of manufacturing a bipolar transistor, a nitride film is formed between a nitride film defining an extrinsic base region and a polysilicon layer located above the nitride film as an erosion preventing layer for the polysilicon layer. It is achieved by a method for manufacturing a bipolar transistor, which is characterized in that a medium having an etching ratio smaller than that of the method described above is deposited. In this bipolar transistor manufacturing method, it is preferable to deposit a thin oxide film as the erosion preventive layer of the polysilicon layer, and the lower part of the polysilicon layer is oxidized to be used as the erosion preventive layer of the polysilicon layer. Preferably, a wet etching method, a chemical dry etching method or a dry etching method can be adopted as the etching method of the nitride film.
【0010】以下、本発明を実施例により具体的に説明
する。Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.
【0011】[0011]
【実施例】図1A〜図1Dは本発明のバイポーラトンラ
ンジスタの製造工程の説明図であり、本発明は、シリコ
ン基板上に厚さ約400〜600Åのパット酸化膜11
を形成した後、その上部に第1の窒化膜12を約100
0〜1500Åの厚さ蒸着し、その上にポリ層(ポリシ
リコン層)の浸蝕防止層になる薄い酸化膜13を約20
0Åの厚さ形成した後、厚さ約5000〜6000Åの
第1のポリ層14と厚さ約1000〜1500Åの第2
の窒化膜15を順に蒸着し、その上部に第2のポリ層1
6を約6000〜7000Åの厚さ積層し、次いで全面
にフォトレジストを塗布し、前記フォトレジストをパタ
ーン化して第2のポリ層16を選択エッチングした後、
前記フォトレジストを除去して不純物をイオン注入し、
アニール処理を行い、続いて前記第2のポリ層16と第
2の窒化膜15をエッチングし、第1のポリ層14のう
ち前記イオン注入工程時にドーピングされたポリ層18
とドーピングされていないポリ層17を選択エッチング
した後、前記ポリ層18に窒化ボロン(BN)を注入
し、ポリ層18を部分的に熱酸化し、更に第1の窒化膜
12をエッチングする工程を具備している。1A to 1D are explanatory views of a manufacturing process of a bipolar transistor according to the present invention. In the present invention, a pad oxide film 11 having a thickness of about 400 to 600 Å is formed on a silicon substrate.
After the formation, the first nitride film 12 is formed on the top of the
Deposit a thickness of 0 to 1500Å, and deposit a thin oxide film 13 on the surface of the thin oxide film 13 to form an erosion preventive layer for the poly layer (polysilicon layer).
After forming a thickness of 0Å, a first poly layer 14 having a thickness of about 5000 to 6000Å and a second poly layer 14 having a thickness of about 1000 to 1500Å
Of the nitride film 15 are sequentially deposited, and the second poly layer 1 is formed on the nitride film 15.
6 is laminated to a thickness of about 6000 to 7000Å, then a photoresist is applied on the entire surface, the photoresist is patterned, and the second poly layer 16 is selectively etched.
The photoresist is removed and impurities are ion-implanted,
An anneal process is performed, the second poly layer 16 and the second nitride film 15 are subsequently etched, and a poly layer 18 of the first poly layer 14 that is doped during the ion implantation process is used.
And a step of selectively etching the undoped poly layer 17, implanting boron nitride (BN) into the poly layer 18, partially thermally oxidizing the poly layer 18, and further etching the first nitride film 12. It is equipped with.
【0012】図2A〜図4Iは、本発明を用いたNPN
バイポーラトランジスタの製造工程を示す説明図であ
る。先ず、図2Aに示す如く、P型単結晶シリコン基板
101上に第1の酸化膜103を蒸着した後、全面にフ
ォトレジストを塗布し、ベリード(barried)層
102の形成の為にフォトレジストをパターン化して第
1の酸化膜103を選択エッチングした後、フォトレジ
ストを除去する。次いで、イオン注入法により不純物を
イオン注入し、ドライブイン(drive−in)拡散
を行ってN+ ベリード層102を形成した後、N- エピ
層104をエピタキシャル成長させる。2A-4I show an NPN using the present invention.
It is explanatory drawing which shows the manufacturing process of a bipolar transistor. First, as shown in FIG. 2A, after depositing a first oxide film 103 on a P-type single crystal silicon substrate 101, a photoresist is applied on the entire surface, and a photoresist is formed to form a barried layer 102. After patterning and selective etching of the first oxide film 103, the photoresist is removed. Then, impurities are ion-implanted by an ion implantation method, and drive-in diffusion is performed to form the N + beried layer 102, and then the N − epi layer 104 is epitaxially grown.
【0013】その後、前記N- エピ層104上の全面に
第1のパット酸化膜と窒化シリコン膜(Si3 N4 )と
を順に蒸着した後、全面にフォトレジストを塗布し、第
1のLOCOS分離層の形成の為にパターン化し、窒化
シリコン膜を選択的にエッチングした後にフォトレジス
トを除去し、窒化シリコン膜をマスクとして不純物をイ
オン注入し、第1のLOCOS分離層を形成する。次い
で、残余窒化シリコン膜と第1のパット酸化膜をエッチ
ングした後、第1のLOCOS分離層を洗浄する。Then, a first pad oxide film and a silicon nitride film (Si 3 N 4 ) are sequentially deposited on the entire surface of the N − epi layer 104, and then a photoresist is applied on the entire surface to form a first LOCOS film. After patterning to form a separation layer and selectively etching the silicon nitride film, the photoresist is removed, and impurities are ion-implanted using the silicon nitride film as a mask to form a first LOCOS separation layer. Next, after etching the residual silicon nitride film and the first pad oxide film, the first LOCOS isolation layer is washed.
【0014】続いて、前記第1のLOCOS分離層上に
第2のパット酸化膜と窒化シリコン膜とを順に蒸着した
後、窒化シリコン膜を反応性イオンエッチング(リアク
ティブイオンエッチング)法により選択エッチングし、
フォトレジストを塗布してチャンネル形成の為にパター
ン化する。ここに不純物をイオン注入し、前記フォトレ
ジストを除去した後、高温でアニール処理を行う。Subsequently, a second pad oxide film and a silicon nitride film are sequentially deposited on the first LOCOS isolation layer, and then the silicon nitride film is selectively etched by a reactive ion etching (reactive ion etching) method. Then
Photoresist is applied and patterned for channel formation. Impurities are ion-implanted here, the photoresist is removed, and then annealing is performed at a high temperature.
【0015】その後、酸化シリコン膜と窒化シリコン膜
とを蒸着し、その上にフォトレジストを塗布して第2の
LOCOS分離層105の形成の為にパターン化した
後、窒化シリコン膜を選択的にエッチングし、不純物を
イオン注入した後に酸化して第2のLOCOS分離層1
05を形成し、続いてフォトレジスト、窒化シリコン
膜、酸化シリコン膜を順に除去する。After that, a silicon oxide film and a silicon nitride film are vapor-deposited, a photoresist is applied thereon, and patterning is performed for forming the second LOCOS isolation layer 105. Then, the silicon nitride film is selectively formed. The second LOCOS isolation layer 1 is formed by etching, ion-implanting impurities, and then oxidizing.
Then, the photoresist, the silicon nitride film, and the silicon oxide film are sequentially removed.
【0016】その後、図2Bに示す如く、第2のLOC
OS分離層105及びN- エピ層104上に厚さ約40
0〜600Åの第3のパット酸化層106を形成し、前
記パット酸化層106上に厚さ約1000〜1500Å
の窒化シリコン膜107を蒸着した後、ポリ層の浸蝕防
止の為に厚さ約200Åの薄い酸化膜108を蒸着す
る。Then, as shown in FIG. 2B, the second LOC
A thickness of about 40 on the OS isolation layer 105 and the N - epi layer 104.
A third pad oxide layer 106 having a thickness of 0 to 600Å is formed, and a thickness of about 1000 to 1500Å is formed on the pad oxide layer 106.
After the silicon nitride film 107 is deposited, a thin oxide film 108 having a thickness of about 200Å is deposited to prevent corrosion of the poly layer.
【0017】次いで、前記酸化膜108上の全面にフォ
トレジスト109を塗布してコレクタ形成領域である前
記N- 型エピ層104上に開孔部を有するようにパター
ン化し、前記フォトレジスト109をマスクとして前記
形成した開孔部を通じて薄い酸化膜108と窒化シリコ
ン膜107とをエッチングした後、イオン注入法により
不純物を注入する。Next, a photoresist 109 is applied on the entire surface of the oxide film 108 and patterned so as to have an opening on the N − type epi layer 104 which is a collector formation region, and the photoresist 109 is masked. As a result, after the thin oxide film 108 and the silicon nitride film 107 are etched through the formed opening, impurities are implanted by an ion implantation method.
【0018】その後、図2Cに示す如く、湿式エッチン
グ法により酸化膜106をエッチングし、前記フォトレ
ジスト109を除去した後、ポリシリコン層110,1
11を約5000〜6000Åの厚さ蒸着する。ここに
窒化シリコン膜112を蒸着し、その上にフォトレジス
トを塗布してLOCOS分離領域の形成の為にポリシリ
コン層110,111上に開孔部を有するようにパター
ン化し、前記レジスト膜をマスクとして窒化シリコン膜
112をエッチングする。次いで、前記ポリシリコン層
110,111を選択的に酸化してポリLOCOS酸化
層113を形成した後、前記フォトレジストと窒化シリ
コン膜112とをエッチングする。Thereafter, as shown in FIG. 2C, the oxide film 106 is etched by a wet etching method to remove the photoresist 109, and then the polysilicon layers 110, 1 are formed.
11 is vapor-deposited to a thickness of about 5000 to 6000Å. A silicon nitride film 112 is vapor-deposited here, and a photoresist is applied thereon to form a pattern on the polysilicon layers 110 and 111 to have openings for forming LOCOS isolation regions, and the resist film is masked. As a result, the silicon nitride film 112 is etched. Next, the polysilicon layers 110 and 111 are selectively oxidized to form a poly LOCOS oxide layer 113, and then the photoresist and the silicon nitride film 112 are etched.
【0019】続いて、図3Dに示す如く、窒化シリコン
膜114を約1000〜1500Åの厚さ蒸着し、ポリ
シリコン層115を約6000〜7000Åの厚さ蒸着
した後、前記ポリシリコン層115上にフォトレジスト
を塗布してエミッタ形成領域及びコレクタ形成領域上の
ポリシリコン層115だけが残るようにパターン化した
後、ポリシリコン層115を選択エッチングする。次い
で、前記フォトレジストを除去し、例えば100〜12
0KeVの加速電圧でドーズ量1.6E16/cm2 条
件でボロンイオン(B+ )をイオン注入した後、更に7
0〜90KeVの加速電圧でドーズ量1.4E16/c
m2 条件でボロンイオン(B+ )をダブルイオン注入す
る。その後、900℃で30分間窒素雰囲気下で熱処理
(アニール処理)を行った後、前記厚さ6000〜70
00Åのポリシリコン層115を除去し、厚さ1000
〜1500Åの窒化シリコン膜114を除去する。Subsequently, as shown in FIG. 3D, a silicon nitride film 114 is deposited to a thickness of about 1000 to 1500 Å, a polysilicon layer 115 is deposited to a thickness of about 6000 to 7000 Å, and then the polysilicon layer 115 is deposited. After applying a photoresist and patterning so that only the polysilicon layer 115 on the emitter formation region and the collector formation region remains, the polysilicon layer 115 is selectively etched. Then, the photoresist is removed, for example, 100 to 12
After further implanting boron ions (B + ) with an acceleration voltage of 0 KeV and a dose amount of 1.6E16 / cm 2 , further 7
Dose amount 1.4E16 / c at accelerating voltage of 0 to 90 KeV
Double ion implantation of boron ions (B + ) is performed under the condition of m 2 . Then, after performing heat treatment (annealing treatment) at 900 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere, the thickness of 6000 to 70
Remove the 00Å polysilicon layer 115 to a thickness of 1000
The silicon nitride film 114 of about 1500 Å is removed.
【0020】次いで、図3Eに示す如く、ポリLOCO
S酸化層113及びポリシリコン層110,111上に
エミッタ窓用の窒化シリコン膜116を蒸着し、前記窒
化シリコン膜116上にエミッタ窓用のポリシリコン層
117を蒸着した後、その全面にフォトレジストを塗布
し、エミッタ窓の形成の為にパターン化し、前記ポリシ
リコン層117と窒化シリコン膜116とをエッチング
した後、前記フォトレジストを除去する。Then, as shown in FIG. 3E, poly-LOCO
A silicon nitride film 116 for an emitter window is deposited on the S oxide layer 113 and the polysilicon layers 110 and 111, a polysilicon layer 117 for an emitter window is deposited on the silicon nitride film 116, and then a photoresist is formed on the entire surface. Is applied and patterned to form an emitter window, the polysilicon layer 117 and the silicon nitride film 116 are etched, and then the photoresist is removed.
【0021】続いて、図3Fに示す如く、ポリシリコン
層117と窒化シリコン膜116とを全部エッチングし
た後、前記厚さ5000〜6000Åのポリシリコン層
110,111を選択的に部分エッチングする。次い
で、外因性ベース電極であるドーピングされたポリシリ
コン層110上に、三酸化ホウ素ガラス(B2 O3 gl
ass)に囲まれている固体状態のソースである窒化ボ
ロン(BN)を、950℃で40分間シート抵抗50Ω
で注入した後、前記ポリシリコン層110を2000〜
3000Åの厚さ酸化してポリシリコン酸化膜118を
形成し、エミッタ領域の薄い酸化膜108及び厚さ90
00Å程度の窒化シリコン膜107を170℃で燐酸化
合物により湿式エッチングした後、次の工程で形成され
る外因性ベース領域と、外因性ベース電極であるドーピ
ングされたポリシリコン層110とを連結し、厚さ40
0〜600Åのパット酸化膜106を湿式エッチングす
る。Subsequently, as shown in FIG. 3F, the polysilicon layer 117 and the silicon nitride film 116 are completely etched, and then the polysilicon layers 110 and 111 having a thickness of 5000 to 6000 Å are selectively etched. Then, on the extrinsic base electrode doped polysilicon layer 110, boron trioxide glass (B 2 O 3 gl) was used.
The boron nitride (BN), which is a solid state source surrounded by (ass), has a sheet resistance of 50Ω at 950 ° C. for 40 minutes.
And then depositing the polysilicon layer 110 from 2000 to
A thickness of 3000 Å is oxidized to form a polysilicon oxide film 118, and a thin oxide film 108 in the emitter region and a thickness of 90 are formed.
After wet etching the silicon nitride film 107 of about 00Å with a phosphoric acid compound at 170 ° C., the extrinsic base region formed in the next step and the doped polysilicon layer 110 which is the extrinsic base electrode are connected to each other, Thickness 40
The pad oxide film 106 of 0 to 600 Å is wet-etched.
【0022】次いで、図4Gに示す如く、厚さ2000
Åのポリシリコン層119を充填した後、900℃で3
0分間窒素雰囲気下でドライブイン拡散を行うと、ドー
ピングされたポリシリコン層110に含まれたボロンイ
オンが、充填されたポリシリコン層119とシリコン基
板の外因性ベース領域に拡散される。その後、図4Hに
示す如く、水酸化カリウムを利用してボロンイオンが拡
散されていない前記ポリシリコン層119を選択的に部
分エッチングし、酸化工程によりドーピングされたポリ
シリコン層110と単結晶シリコン基板とを同時に酸化
させて、厚さ700〜1000Åの酸化膜120を形成
した後、イオン注入法により外因性ベース領域に不純物
を注入する。Then, as shown in FIG. 4G, the thickness 2000
After filling the Å polysilicon layer 119, at 900 ℃ 3
When the drive-in diffusion is performed in a nitrogen atmosphere for 0 minutes, the boron ions contained in the doped polysilicon layer 110 are diffused into the filled polysilicon layer 119 and the extrinsic base region of the silicon substrate. Thereafter, as shown in FIG. 4H, the polysilicon layer 119 in which boron ions are not diffused is selectively etched using potassium hydroxide, and the polysilicon layer 110 and the single crystal silicon substrate doped by an oxidation process are etched. And are simultaneously oxidized to form an oxide film 120 having a thickness of 700 to 1000 Å, and then impurities are implanted into the extrinsic base region by an ion implantation method.
【0023】次いで、図4Iに示す如く、エミッタと外
因性ベースとの間に絶縁用LTO(Low Tempe
rature Oxide)膜121を1000〜20
00Å厚さ蒸着し、エミッタ電極用のポリシリコン層1
22を2000〜3000Åの厚さ蒸着した後、乾式エ
ッチングしてポリシリコン層122のスペーサを形成す
る。Next, as shown in FIG. 4I, an insulating LTO (Low Tempe) is provided between the emitter and the extrinsic base.
(rature oxide) film 121 to 1000-20
Polysilicon layer 1 for emitter electrode, deposited to a thickness of 00Å
After depositing 22 to a thickness of 2000 to 3000 Å, dry etching is performed to form spacers of the polysilicon layer 122.
【0024】次いで、前記酸化膜120を反応性イオン
エッチング法により500Åの厚さのみを残すようにエ
ッチングし、更に湿式エッチングして真性ベース上部を
完全にエッチングする。続いて、エミッタポリシリコン
層122を3000Å程の厚さ蒸着し、不純物をイオン
注入し、高温でアニール処理する。そして、フォレジス
トを塗布してエミッタ電極用のポリシリコン層122の
形成の為にパターン化し、ポリシリコン層122を反応
性イオンエッチング(リアクティブイオンエッチング)
法により選択的にエッチングした後、フォトレジストを
除去する。Next, the oxide film 120 is etched by a reactive ion etching method so as to leave only a thickness of 500 .ANG., And further wet-etched to completely etch the upper portion of the intrinsic base. Subsequently, the emitter polysilicon layer 122 is vapor-deposited to a thickness of about 3000 Å, impurities are ion-implanted, and an annealing process is performed at a high temperature. Then, a photoresist is applied and patterned to form a polysilicon layer 122 for the emitter electrode, and the polysilicon layer 122 is subjected to reactive ion etching (reactive ion etching).
After selective etching by the method, the photoresist is removed.
【0025】次いで、更に全面にフォトレジストを塗布
し、第1のベース電極を形成する為にパターン化し、第
1のベース電極形成部分の酸化膜118をエッチングし
た後、フォトレジストを除去する。続いて、層間絶縁膜
である酸化膜124を蒸着し、ポリシリコン層を蒸着し
た後、イオン注入法により不純物を注入し、アニール処
理した後にフォトレジストを塗布し、高抵抗領域の形成
の為にパターン化してエッチングし、そしてフォトレジ
ストを除去する。Next, a photoresist is further applied to the entire surface, patterned to form a first base electrode, the oxide film 118 in the first base electrode forming portion is etched, and then the photoresist is removed. Subsequently, an oxide film 124 which is an interlayer insulating film is vapor-deposited, a polysilicon layer is vapor-deposited, impurities are implanted by an ion implantation method, an annealing treatment is performed, and then a photoresist is applied to form a high resistance region. Pattern, etch, and remove photoresist.
【0026】その後、酸化膜124を蒸着し、更にフォ
トレジストを塗布した後にエミッタ(E)−ベース
(B)−コレクタ(C)領域をコンタクトする為めにパ
ターン化して酸化膜を部分エッチングし、フォトレジス
トを除去した後に金属にスパッタリングを行い、次いで
フォトレジストを塗布してパターン化し、又、エミッタ
−ベース−コレクタ領域外の金属膜をエッチングした後
にフォトレジストを除去し、合金する。After that, an oxide film 124 is vapor-deposited, and a photoresist is further applied. Then, the oxide film is patterned to contact the emitter (E) -base (B) -collector (C) regions, and the oxide film is partially etched. After removing the photoresist, the metal is sputtered, then the photoresist is applied and patterned, and the metal film outside the emitter-base-collector region is etched before removing the photoresist and alloying.
【0027】このような工程によりNPNバイポーラト
ランジスタが完成される。尚、上記のバイポーラトラン
ジスタの製造方法は、NPNバイポーラトランジスタだ
けではなく、PNPバイポーラトランジスタの製造工程
にも用いることができ、又、前記工程のうち薄い酸化膜
の蒸着工程において、ポリ層の浸蝕防止層として燐酸
(H3 PO4 )化合物によるエッチング比が窒化シリコ
ン膜より小さい媒質を蒸着して用いることができ、又、
ポリ層の下部を酸化してポリ層の浸蝕防止層として用い
ることが出来、そして窒化シリコン膜のエッチング法に
は湿式法だけではなく、薬品を蒸発、ガス化してエッチ
ングするCDE(ケミカルドライエッチング)や等方性
乾式エッチングでも可能である。The NPN bipolar transistor is completed by these steps. The bipolar transistor manufacturing method described above can be used not only in the NPN bipolar transistor but also in the PNP bipolar transistor manufacturing process. Further, in the above-mentioned process, the thin oxide film deposition process prevents corrosion of the poly layer. As the layer, a medium having an etching ratio of a phosphoric acid (H 3 PO 4 ) compound smaller than that of a silicon nitride film can be vapor-deposited and used.
The lower part of the poly layer can be oxidized to be used as an anticorrosion layer for the poly layer, and the etching method of the silicon nitride film is not limited to the wet method, but CDE (chemical dry etching) in which chemicals are evaporated and gasified for etching. It is also possible to use isotropic dry etching.
【0028】[0028]
【効果】本発明によると、窒化シリコン膜の湿式エッチ
ング時に外因性ベースとして用いられるドーピングされ
たポリシリコン層が、長時間燐酸化合物に露出されて浸
蝕することにより、湿式エッチングされた窒化シリコン
膜と酸化膜に詰められるドーピングされていないポリシ
リコンが不完全に充填されて構造的な欠陥が発生し、こ
の欠陥による素子の電気的な特性上の欠陥の発生を窒化
シリコン膜とポリシリコンとの間の酸化膜を薄く塗布し
て最小化することが出来、又、ポリシリコン層の不均一
なエッチングの構造的な欠陥とバイポーラトランジスタ
の動作速度の低下のような電気的な特性上の欠陥を抑制
することができ、更に窒化シリコン膜の湿式エッチング
に容易な工程条件を有することにより半導体素子の安定
化に大きく寄与する等の特長が奏される。According to the present invention, a doped polysilicon layer used as an extrinsic base during wet etching of a silicon nitride film is exposed to a phosphoric acid compound for a long time and corroded to form a wet-etched silicon nitride film. The undoped polysilicon filled in the oxide film is incompletely filled and structural defects occur, which cause defects in the electrical characteristics of the device between the silicon nitride film and the polysilicon. Oxide film can be minimized by applying a thin film, and structural defects due to non-uniform etching of the polysilicon layer and electrical property defects such as a decrease in the operating speed of bipolar transistors can be suppressed. In addition, it has a process condition that facilitates wet etching of the silicon nitride film, which greatly contributes to stabilization of the semiconductor device. Features of the like are achieved.
【図1】本発明のバイポーラトランジスタの製造工程を
示す説明図FIG. 1 is an explanatory view showing a manufacturing process of a bipolar transistor of the present invention.
【図2】本発明を用いたNPNバイポーラトランジスタ
の製造工程を示す説明図FIG. 2 is an explanatory view showing a manufacturing process of an NPN bipolar transistor using the present invention.
【図3】本発明を用いたNPNバイポーラトランジスタ
の製造工程を示す説明図FIG. 3 is an explanatory view showing a manufacturing process of an NPN bipolar transistor using the present invention.
【図4】本発明を用いたNPNバイポーラトランジスタ
の製造工程を示す説明図FIG. 4 is an explanatory view showing a manufacturing process of an NPN bipolar transistor using the present invention.
【図5】従来のNPNバイポーラトンラジスタの製造工
程を示す説明図FIG. 5 is an explanatory view showing a manufacturing process of a conventional NPN bipolar ton transistor.
11 パット酸化膜 12 第1の窒化膜 13 酸化膜 14 第1のポリ層 15 第2の窒化膜 16 第2のポリ層 11 Pat Oxide Film 12 First Nitride Film 13 Oxide Film 14 First Poly Layer 15 Second Nitride Film 16 Second Poly Layer
Claims (5)
って、 シリコン基板上にパット酸化膜と第1の窒化膜を順に蒸
着した後、第1の窒化膜上にポリ層の浸蝕防止層である
薄い酸化膜を設け、次いで第1のポリ層、第2の窒化
膜、第2のポリ層を順に設ける工程と、 フォトレジストを塗布する工程と、 前記フォトレジストをパターン化して第2のポリ層を選
択エッチングする工程と、 前記フォトレジストを除去し、不純物をイオン注入した
後、アニール処理を行う工程と、 前記第2のポリ層と第2の窒化膜をエツチングする工程
と、 前記第1のポリ層のうち前記イオン注入工程時にドーピ
ングされたポリ層とドーピングされていないポリ層とを
選択エッチングする工程と、 前記ポリ層に窒化ボロンを注入する工程と、 前記ポリ層を部分的に酸化して酸化膜を形成する工程
と、 前記第1の窒化膜を選択エッチングする工程とを具備し
てなることを特徴とするバイポーラトランジスタの製造
方法。1. A method of manufacturing a bipolar transistor, comprising depositing a pad oxide film and a first nitride film on a silicon substrate in order, and then forming a thin oxide film which is an erosion preventive layer of a poly layer on the first nitride film. Providing a film, and then providing a first poly layer, a second nitride film, and a second poly layer in this order, applying a photoresist, and patterning the photoresist to select a second poly layer Etching, removing the photoresist, ion-implanting impurities, and then annealing, etching the second poly layer and the second nitride film, and the first poly layer Among them, a step of selectively etching a doped poly layer and an undoped poly layer during the ion implantation step, a step of implanting boron nitride into the poly layer, and a portion of the poly layer Process and method for producing a bipolar transistor, characterized by comprising comprises a step of selective etching the first nitride film is oxidized to form an oxide film on the.
って、外因性ベース領域を限定する窒化膜とこの窒化膜
の上部に位置するポリ層との間に、ポリ層の浸蝕防止層
として窒化膜に比べてエッチング比が小さい媒質を設け
ることを特徴とするバイポーラトランジスタの製造方
法。2. A method of manufacturing a bipolar transistor, comprising: a nitride film defining an extrinsic base region and a poly layer located above the nitride film, which is used as an erosion preventive layer for the poly layer compared to the nitride film. And a medium having a small etching ratio is provided.
設けることを特徴とする請求項2記載のバイポーラトラ
ンジスタの製造方法。3. A method of manufacturing a bipolar transistor according to claim 2, wherein a thin oxide film is provided as an erosion preventive layer for the poly layer.
止層とすることを特徴とする請求項2記載のバイポーラ
トランジスタの製造方法。4. The method for manufacturing a bipolar transistor according to claim 2, wherein the lower portion of the poly layer is oxidized to form an erosion preventing layer for the poly layer.
チング法、ケミカルドライエッチング法又は乾式エッチ
ング法が用いられることを特徴とする請求項2記載のバ
イポーラトランジスタの製造方法。5. The method of manufacturing a bipolar transistor according to claim 2, wherein a wet etching method, a chemical dry etching method or a dry etching method is used as the etching means for the nitride film.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR199117110 | 1991-09-30 | ||
KR1019910017110A KR940010516B1 (en) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | Method of manufacturing bipolar transistor using self matching technology |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH05129318A true JPH05129318A (en) | 1993-05-25 |
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Family Applications (1)
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JP4096249A Pending JPH05129318A (en) | 1991-09-30 | 1992-04-16 | Manufacture of bipolar transistor |
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JP (1) | JPH05129318A (en) |
KR (1) | KR940010516B1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57117239A (en) * | 1981-01-12 | 1982-07-21 | Toshiba Corp | Forming method for polycrystal silicon pattern |
JPH01112770A (en) * | 1987-10-27 | 1989-05-01 | Toshiba Corp | Manufacture of semiconductor device |
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1991
- 1991-09-30 KR KR1019910017110A patent/KR940010516B1/en not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-04-16 JP JP4096249A patent/JPH05129318A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57117239A (en) * | 1981-01-12 | 1982-07-21 | Toshiba Corp | Forming method for polycrystal silicon pattern |
JPH01112770A (en) * | 1987-10-27 | 1989-05-01 | Toshiba Corp | Manufacture of semiconductor device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR940010516B1 (en) | 1994-10-24 |
KR930006968A (en) | 1993-04-22 |
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