JPH08115920A - Semiconductor device, and its manufacture - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置とその製
造方法に関するものであり、具体的には、固相拡散源を
用いた拡散法によりベース電極コンタクト部のキャリア
濃度を高濃度化する工程を有する半導体装置の製造方法
と、その様な構造を有する半導体装置とに関するもので
ある。特に、本発明は、バイポーラトランジスタの技術
として好適である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more specifically, a process of increasing the carrier concentration in a base electrode contact portion by a diffusion method using a solid phase diffusion source. And a semiconductor device having such a structure. In particular, the present invention is suitable as a technology for bipolar transistors.
【0002】[0002]
【従来の技術】図42〜図54は、従来の半導体装置の
製造方法について、各工程における段面図を示してい
る。これらの図において、1Pは半導体基板、2Pはコ
レクタ層、3Pはベース層、4Pはエミッタ層、5Pは
第一のWSi膜、8Pは第一のレジスト、11Pは固相
拡散源、16Pは拡散により形成された高キャリア濃度
領域、17Pはベース電極膜、18Pは第四のレジス
ト、20Pは第一の絶縁膜、21Pは第二のWSi膜、
23Pは第一のサイドウォール、24Pはドーパントが
拡散した後の第一のサイドウォール、25Pは第二のサ
イドウォール、26はイオンミリングにより表面の荒れ
た第一のWSi膜である。42 to 54 are sectional views showing steps in a conventional method for manufacturing a semiconductor device. In these figures, 1P is a semiconductor substrate, 2P is a collector layer, 3P is a base layer, 4P is an emitter layer, 5P is a first WSi film, 8P is a first resist, 11P is a solid phase diffusion source, and 16P is diffusion. A high carrier concentration region formed by, 17P is a base electrode film, 18P is a fourth resist, 20P is a first insulating film, 21P is a second WSi film,
23P is a first side wall, 24P is a first side wall after the dopant is diffused, 25P is a second side wall, and 26 is a first WSi film whose surface is roughened by ion milling.
【0003】以下、各製造工程について、図に基づき説
明する。まず、半導体基板1の上面上に、コレクタ層2
P、ベース層3P、エミッタ層4P、第一のWSi膜5
P、第一の絶縁膜20P、第二のWSi膜21Pを順次
に形成する(図42)。Each manufacturing process will be described below with reference to the drawings. First, the collector layer 2 is formed on the upper surface of the semiconductor substrate 1.
P, base layer 3P, emitter layer 4P, first WSi film 5
P, the first insulating film 20P, and the second WSi film 21P are sequentially formed (FIG. 42).
【0004】次に、第一のレジスト8Pをパターニング
した上で(図43)、パターニング後の第一のレジスト
8Pをマスクとして、第二のWSi膜21P、第一の絶
縁膜20P、第一のWSi膜5Pを、例えばSF6及び
CHF3を含むガスを用いてドライエッチングする(図
44)。更に、第一のレジスト8Pをマスクとして、例
えばCl2系ガスのドライエッチング又は酒石酸系のウ
ェットエッチングによって、エミッタ層4Pをエッチン
グして、ベース層3Pの上面の一部を露出させる(図4
5)。Next, after patterning the first resist 8P (FIG. 43), the second WSi film 21P, the first insulating film 20P, and the first resist 8P after the patterning are used as a mask. The WSi film 5P is dry-etched using a gas containing SF 6 and CHF 3 , for example (FIG. 44). Further, using the first resist 8P as a mask, the emitter layer 4P is etched by, for example, dry etching with Cl 2 gas or wet etching with tartaric acid to expose a part of the upper surface of the base layer 3P (FIG. 4).
5).
【0005】次に、絶縁膜を全面に形成した上で、異方
性エッチングにより第一のサイドウォール23Pを形成
する(図46)。Next, an insulating film is formed on the entire surface, and first sidewalls 23P are formed by anisotropic etching (FIG. 46).
【0006】更に、全面に固相拡散源11Pを形成した
上で(図47)、熱処理を行うことにより高キャリア濃
度領域16Pをベース層3P内に形成する。この時、固
相拡散源11Pからのドーパントの拡散は等方的に進む
ため、第一のサイドウォール23P中及びその直下にド
ーパントが拡散する(図48)。Further, after the solid phase diffusion source 11P is formed on the entire surface (FIG. 47), heat treatment is performed to form the high carrier concentration region 16P in the base layer 3P. At this time, since the diffusion of the dopant from the solid-phase diffusion source 11P proceeds isotropically, the dopant diffuses into the first sidewall 23P and immediately below it (FIG. 48).
【0007】次に、固相拡散源11P及びドーパントが
拡散した第一のサイドウォール24Pを、例えばHFに
よるウェットエッチングで除去する(図49)。この
時、第一の絶縁膜20P及び第二のWSi膜21Pも除
去される。Next, the solid-phase diffusion source 11P and the first sidewall 24P in which the dopant is diffused are removed by wet etching using HF, for example (FIG. 49). At this time, the first insulating film 20P and the second WSi film 21P are also removed.
【0008】更に、第二のサイドウォール25Pを形成
した上で(図50)、ベース電極膜17Pを全面に形成
する(図51)。Further, after forming the second sidewall 25P (FIG. 50), the base electrode film 17P is formed on the entire surface (FIG. 51).
【0009】次に、レジストパターニング及び熱処理に
より、ベース電極膜17Pの必要部を第四のレジスト1
8Pで覆い(図52)、例えばArイオンを用いたイオ
ンミリングでベース電極膜17Pの不要部を除去する
(図53)。この時、第一のWSi膜5Pの表面は、イ
オンによってエッチングされてしまう。Next, the required portion of the base electrode film 17P is removed by the resist patterning and heat treatment to form the fourth resist 1.
It is covered with 8P (FIG. 52), and unnecessary portions of the base electrode film 17P are removed by ion milling using Ar ions (FIG. 53). At this time, the surface of the first WSi film 5P is etched by the ions.
【0010】その後、第4のレジスト18Pを除去した
上で(図54)、以後、所定の工程を経て半導体装置が
製造される。Thereafter, the fourth resist 18P is removed (FIG. 54), and thereafter, a semiconductor device is manufactured through predetermined steps.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】上述した通り、従来の
半導体装置及びその製造方法では、エミッタ層の周囲に
形成される絶縁膜(サイドウォール)自体を固相拡散源
のマスクとしているので、当該絶縁膜中にもドーパント
が拡散してしまう。そのために、信頼性上、ドーパント
が拡散した後の絶縁膜を除去した上で、再度、絶縁膜を
エミッタ層の周囲に形成し直す必要があった。As described above, in the conventional semiconductor device and the manufacturing method thereof, the insulating film (sidewall) itself formed around the emitter layer is used as the mask of the solid phase diffusion source. The dopant also diffuses into the insulating film. Therefore, in terms of reliability, it was necessary to remove the insulating film after the diffusion of the dopant and then form the insulating film again around the emitter layer.
【0012】更に、上記絶縁膜の側面は曲面であるた
め、ベース電極の不要部を除去する際に当該不要部が残
りやすく、この残存部がエミッタ電極とベース電極との
ショートを引き起こす原因となっているという問題点も
生じている。Further, since the side surface of the insulating film is a curved surface, the unnecessary portion is likely to remain when the unnecessary portion of the base electrode is removed, and the remaining portion causes a short circuit between the emitter electrode and the base electrode. There is also a problem that
【0013】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたものであり、エミッタ層の周囲を覆っ
ている絶縁膜中にドーパントを拡散させること無く、自
己整合的に高キャリア濃度領域を形成可能とし、加え
て、ベース電極の不要部の除去をも容易に行える半導体
装置の製造方法及びその製造方法により製造された半導
体装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above problems, and self-aligns a high carrier concentration without diffusing a dopant into the insulating film covering the periphery of the emitter layer. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device, which enables formation of a region, and also allows easy removal of an unnecessary portion of a base electrode, and a semiconductor device manufactured by the manufacturing method.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
半導体装置の製造方法であって、半導体基板上にコレク
タ層、ベース層を順次に形成する第1工程と、前記ベー
ス層の上面の一部にエミッタ層とエミッタ電極膜とを順
次に形成する第2工程と、前記エミッタ層及び前記エミ
ッタ電極膜の周囲の面に、側面が前記ベース層の上面に
対して垂直な板状の絶縁膜を形成する第3工程と、前記
第3工程後の露出面の全面に、ドーパントを含む固相拡
散源を形成する第4工程と、前記固相拡散源の内で前記
ベース層の上面に形成された必要部をレジストで被覆す
る第5工程と、前記レジストをマスクとして前記固相拡
散源をエッチングした後、前記レジストを除去する第6
工程と、前記第6工程により露出した面の全面に新たな
絶縁膜を形成する第7工程と、熱処理により前記ベース
層に高キャリア濃度領域を形成し、その後、前記新たな
絶縁膜及び前記固相拡散源を順次に除去する第8工程と
を、備えている。The invention according to claim 1 is
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a first step of sequentially forming a collector layer and a base layer on a semiconductor substrate; and a step of sequentially forming an emitter layer and an emitter electrode film on a part of an upper surface of the base layer. 2 steps, a third step of forming a plate-shaped insulating film whose side surface is perpendicular to the upper surface of the base layer on the peripheral surface of the emitter layer and the emitter electrode film, and exposure after the third step A fourth step of forming a solid phase diffusion source containing a dopant on the entire surface, and a fifth step of coating a necessary portion of the solid phase diffusion source formed on the upper surface of the base layer with a resist, After etching the solid phase diffusion source using the resist as a mask, the resist is removed.
And a seventh step of forming a new insulating film on the entire surface exposed by the sixth step, a high carrier concentration region is formed in the base layer by heat treatment, and then the new insulating film and the solid film are formed. An eighth step of sequentially removing the phase diffusion source.
【0015】請求項2に係る発明は、請求項1記載の半
導体装置の製造方法であって、前記第8工程により露出
した面の全面にベース電極膜を形成する第9工程と、前
記ベース電極膜の内で前記ベース層の上面に形成された
必要部を新たなレジストで被覆する第10工程と、前記
新たなレジストをマスクとして前記ベース電極膜の不要
部をエッチングする第11工程とを、更に備えている。The invention according to claim 2 is the method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the base electrode film is formed on the entire surface exposed by the eighth step, and the base electrode is formed. A tenth step of covering a necessary portion of the film formed on the upper surface of the base layer with a new resist, and an eleventh step of etching an unnecessary portion of the base electrode film using the new resist as a mask; Further equipped.
【0016】請求項3に係る発明は、請求項2記載の半
導体装置の製造方法であって、前記第5工程は、前記固
相拡散源の内で前記ベース層の上面にのみ形成された部
分の上面にレジストパターンを形成する工程と、第一の
熱処理により前記レジストパターンをリフローさせて前
記必要部を被覆する前記レジストを形成する工程とを備
え、前記第10工程は、前記ベース電極膜の内の前記必
要部の上面に新たなレジストパターンを形成する工程
と、第二の熱処理により前記レジストパターンをリフロ
ーさせて前記必要部を被覆する前記レジストを形成する
工程とを備えている。The invention according to claim 3 is the method for manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein the fifth step is a portion of the solid phase diffusion source formed only on the upper surface of the base layer. A step of forming a resist pattern on the upper surface of the substrate, and a step of reflowing the resist pattern by a first heat treatment to form the resist that covers the necessary portion, and the tenth step includes the step of forming the base electrode film. And a step of forming a new resist pattern on the upper surface of the necessary portion therein, and a step of reflowing the resist pattern by a second heat treatment to form the resist covering the necessary portion.
【0017】請求項4に係る発明は、請求項1乃至請求
項3の何れかに記載の半導体装置の製造方法であって、
前記第2工程は、前記ベース層の上面の全面に前記エミ
ッタ層と前記エミッタ電極膜とを順次に形成する工程
と、前記エミッタ電極膜の上面上方に、前記ベース層の
上面に対して垂直な側面を備えた二つの開口を有する第
一のレジストを形成する工程と、前記第一のレジストを
マスクとして前記エミッタ電極膜と前記エミッタ層とを
順次に異方性エッチングして、前記ベース層の上面に対
して垂直な側面を有する二つのトレンチ部を形成する工
程とを備え、前記第3工程は、前記二つのトレンチ部を
前記絶縁膜で埋め込む工程と、前記第一のレジストを除
去した上で、前記絶縁膜の上面を被覆する第二のレジス
トを前記エミッタ電極膜の上面上方に形成する工程と、
前記第二のレジストをマスクとして前記エミッタ電極膜
と前記エミッタ層とを順次にウエットエッチングする工
程とを備えている。The invention according to claim 4 is the method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 3.
The second step includes a step of sequentially forming the emitter layer and the emitter electrode film on the entire upper surface of the base layer, and a step above the upper surface of the emitter electrode film and perpendicular to the upper surface of the base layer. A step of forming a first resist having two openings provided with side surfaces, and the emitter electrode film and the emitter layer are sequentially anisotropically etched using the first resist as a mask to form the base layer. A step of forming two trench portions having side surfaces perpendicular to the upper surface, the third step includes a step of filling the two trench portions with the insulating film, and a step of removing the first resist. Then, a step of forming a second resist covering the upper surface of the insulating film above the upper surface of the emitter electrode film,
Wet etching the emitter electrode film and the emitter layer sequentially using the second resist as a mask.
【0018】請求項5に係る発明は、請求項4記載の半
導体装置の製造方法であって、前記第2工程に於ける前
記トレンチ部は、前記ベース層の上面の一部が露出する
まで前記エミッタ層を異方性エッチングして形成され
る。The invention according to claim 5 is the method for manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the trench portion in the second step is formed by exposing a part of an upper surface of the base layer. It is formed by anisotropically etching the emitter layer.
【0019】請求項6に係る発明は、請求項4記載の半
導体装置の製造方法であって、前記第2工程の前記トレ
ンチ部形成工程に於ける前記エミッタ層の異方性エッチ
ングは、完全に空乏化する厚さだけ前記エミッタ層を残
すことにより達成される。The invention according to claim 6 is the method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the anisotropic etching of the emitter layer in the trench portion forming step of the second step is completely performed. This is achieved by leaving the emitter layer by a depleting thickness.
【0020】請求項7に係る発明は、請求項3記載の半
導体装置の製造方法であって、前記第2工程は、前記ベ
ース層の上面の全面に前記エミッタ層と前記エミッタ電
極膜とを順次に形成する工程と、前記エミッタ電極膜の
上面の全面に第一の絶縁膜と最上層膜とを順次に形成す
る工程と、前記最上層膜の上面の一部に第一のレジスト
を形成する工程と、前記第一のレジストをマスクとして
前記最上層膜と前記第一の絶縁膜と前記エミッタ電極膜
と前記エミッタ層とを順次に異方性エッチングして、前
記ベース層の上面の一部を露出させる工程とを備え、前
記第3工程は、前記第2工程により露出した面の全面に
第二の絶縁膜を形成する工程と、前記最上層膜及び前記
ベース層の上面に形成された前記第二の絶縁膜を異方性
エッチングによって除去して、前記最上層膜と前記第一
の絶縁膜と前記エミッタ電極膜と前記エミッタ層の各側
面に於いて前記絶縁膜としてのサイドウォールを形成す
る工程とを備え、前記第8工程は、前記新たな絶縁膜を
前記最上層膜と共に除去する工程と、前記固相拡散源を
除去する工程とを備えている。The invention according to claim 7 is the method for manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein in the second step, the emitter layer and the emitter electrode film are sequentially formed on the entire upper surface of the base layer. And a step of sequentially forming a first insulating film and an uppermost layer film on the entire upper surface of the emitter electrode film, and forming a first resist on a part of the upper surface of the uppermost layer film. And a step of anisotropically etching the uppermost layer film, the first insulating film, the emitter electrode film, and the emitter layer in sequence using the first resist as a mask to form a part of the upper surface of the base layer. And a step of forming a second insulating film on the entire surface exposed by the second step, and a step of exposing the uppermost layer film and the upper surface of the base layer in the third step. The second insulating film is anisotropically etched. Removing the uppermost layer film, the first insulating film, the emitter electrode film, and forming sidewalls as the insulating film on each side surface of the emitter layer. , A step of removing the new insulating film together with the uppermost layer film, and a step of removing the solid phase diffusion source.
【0021】請求項8に係る発明は、半導体装置におい
て、請求項2乃至請求項7の何れかに記載の半導体装置
の製造方法によって何れも製造された、コレクタ層、ベ
ース層、エミッタ層、エミッタ電極膜、前記エミッタ層
とエミッタ電極膜の両周囲面に形成され且つ前記ベース
層の上面に対して垂直な側面を有する板状の絶縁膜と、
前記絶縁膜を挟み込むベース電極膜と、前記ベース電極
膜の下部に当たる前記ベース層内に形成された高キャリ
ア濃度領域とを備えている。According to an eighth aspect of the present invention, in a semiconductor device, a collector layer, a base layer, an emitter layer and an emitter which are all manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device according to any one of the second to seventh aspects. An electrode film, a plate-shaped insulating film formed on both peripheral surfaces of the emitter layer and the emitter electrode film, and having a side surface perpendicular to the upper surface of the base layer,
A base electrode film sandwiching the insulating film and a high carrier concentration region formed in the base layer, which is a lower portion of the base electrode film, are provided.
【0022】請求項9に係る発明は、固相拡散源を用い
た拡散法によりベース電極コンタクト部の下部に形成さ
れた高キャリア濃度領域を有する半導体装置において、
エミッタ層の周囲面に形成され、半導体基板の上面に対
して垂直な側面を有する板状の絶縁膜を有し、前記高キ
ャリア濃度領域は前記エミッタ層に対して自己整合的に
形成されている。According to a ninth aspect of the present invention, in a semiconductor device having a high carrier concentration region formed below a base electrode contact portion by a diffusion method using a solid phase diffusion source,
It has a plate-shaped insulating film formed on the peripheral surface of the emitter layer and having a side surface perpendicular to the upper surface of the semiconductor substrate, and the high carrier concentration region is formed in self-alignment with the emitter layer. .
【0023】請求項10に係る発明は、請求項9記載の
半導体装置であって、前記絶縁膜の直下に空乏化した前
記エミッタ層を有することとしている。According to a tenth aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the ninth aspect, the depleted emitter layer is provided immediately below the insulating film.
【0024】[0024]
【作用】請求項1に係る発明では、第4工程により、エ
ミッタ電極膜の上面上の露出面、絶縁膜の露出面及びベ
ース層の上面の露出面に固相拡散源が形成される。そし
て、第5工程により、固相拡散源の必要部の上にレジス
トが形成される。その結果、エミッタ電極膜の上面上及
び絶縁膜の上面・側面に形成された固相拡散源は不要部
として露出し、この不要部が第6工程のエッチングによ
り除去される。そのため、絶縁膜と固相拡散源の必要部
との間に溝ないし間隙が生じる。そして、この溝の部分
は、第7工程によって形成される新たな絶縁膜によって
埋められる。従って、ベース層の上面上の固相拡散源
は、新たな絶縁膜の介在によって、エミッタ層の周囲の
絶縁膜から隔離されたこととなる。In the invention according to claim 1, the solid phase diffusion source is formed in the exposed surface on the upper surface of the emitter electrode film, the exposed surface of the insulating film and the exposed surface of the upper surface of the base layer by the fourth step. Then, in the fifth step, a resist is formed on the required portion of the solid phase diffusion source. As a result, the solid phase diffusion source formed on the upper surface of the emitter electrode film and on the upper surface / side surface of the insulating film is exposed as an unnecessary portion, and the unnecessary portion is removed by the etching in the sixth step. Therefore, a groove or a gap is formed between the insulating film and the necessary portion of the solid phase diffusion source. Then, the groove portion is filled with a new insulating film formed in the seventh step. Therefore, the solid phase diffusion source on the upper surface of the base layer is isolated from the insulating film around the emitter layer by the new insulating film.
【0025】そこで、第8工程において熱処理を加える
と、固相拡散源からドーパントが等方的に拡散するが、
このドーパントの拡散は、固相拡散源下部のベース層
内、新たな絶縁膜内及び新たな絶縁膜下部のベース層内
にまで及ぶ。しかし、ドーパントは、新たな絶縁膜の介
在によって、絶縁膜内にまで拡散しない。これにより、
ベース層内に自己整合的に高キャリア濃度領域が形成さ
れる。Therefore, when heat treatment is applied in the eighth step, the dopant isotropically diffuses from the solid phase diffusion source,
The diffusion of the dopant extends into the base layer below the solid phase diffusion source, the new insulating film, and the base layer below the new insulating film. However, the dopant does not diffuse into the insulating film due to the inclusion of the new insulating film. This allows
A high carrier concentration region is formed in the base layer in a self-aligned manner.
【0026】請求項2に係る発明では、第8工程によっ
て、ベース層の上面,絶縁膜,エミッタ電極膜の上面上
が露出しており、第9工程では、これらの露出面上にベ
ース電極膜が形成される。しかし、絶縁膜の側面はベー
ス層に対して垂直なため、ベース層の上面,絶縁膜の上
面及びエミッタ電極膜の上面上にのみベース電極膜が形
成される。この内、絶縁膜の上面及びエミッタ電極膜の
上面上に形成されたベース電極膜が不要部となる。そこ
で、第10工程により、ベース層の上面に形成されたベ
ース電極膜の上面にのみ新たなレジストが形成される。
そのため、第11工程におけるエッチングによって、新
たなレジストで被覆されていないベース電極膜の不要部
のみがエッチングされ、必要部は、新たなレジストの存
在によって、エッチングされることなく残存する。In the invention according to claim 2, the upper surface of the base layer, the insulating film, and the upper surface of the emitter electrode film are exposed in the eighth step, and in the ninth step, the base electrode film is exposed on these exposed surfaces. Is formed. However, since the side surface of the insulating film is perpendicular to the base layer, the base electrode film is formed only on the upper surface of the base layer, the upper surface of the insulating film, and the upper surface of the emitter electrode film. Of these, the base electrode film formed on the upper surface of the insulating film and the upper surface of the emitter electrode film becomes an unnecessary portion. Therefore, in the tenth step, a new resist is formed only on the upper surface of the base electrode film formed on the upper surface of the base layer.
Therefore, by the etching in the eleventh step, only the unnecessary portion of the base electrode film not covered with the new resist is etched, and the necessary portion remains without being etched due to the presence of the new resist.
【0027】請求項3に係る発明では、第5工程におい
て、ベース層の上面上に該当する固相拡散源の部分の上
面の一部にレジストパターンが形成される。この際、レ
ジストパターンと絶縁膜の側面上に形成された固相拡散
源との間に間隙が生じる。この間隙は、次の第6工程の
熱処理において、溶融し流体状となったレジストパター
ンにより埋められ、レジストが固相拡散源の必要部を完
全に被覆する。又、第10工程においても、新たなレジ
ストパターンと絶縁膜との間に間隙が生じ、この間隙が
熱処理によって新たなレジストパターンの溶融した部分
によって埋められ、新たなレジストはベース電極膜の必
要部を完全に被覆する。In the invention according to claim 3, in the fifth step, a resist pattern is formed on a part of the upper surface of the portion of the solid phase diffusion source corresponding to the upper surface of the base layer. At this time, a gap is formed between the resist pattern and the solid phase diffusion source formed on the side surface of the insulating film. In the heat treatment of the next sixth step, this gap is filled with the resist pattern which is melted and becomes a fluid state, and the resist completely covers the necessary portion of the solid phase diffusion source. Also in the tenth step, a gap is created between the new resist pattern and the insulating film, and the gap is filled with the melted portion of the new resist pattern by the heat treatment, so that the new resist is a necessary portion of the base electrode film. Completely covered.
【0028】請求項4に係る発明では、第一のレジスト
の開口の側面はベース層の上面に対して垂直であるた
め、第一のレジストをマスクとした異方性エッチングに
よって、エミッタ電極膜及びエミッタ層は、ベース層の
上面に対して垂直な方向にエッチングされる。その結
果、形成されたトレンチ部の側面もまた、ベース層の上
面に対して垂直となる。その後、このトレンチ部は絶縁
膜で埋め込まれるため、絶縁膜の側面も又、ベース層の
上面に対して垂直となり、その形状は板状となる。そし
て、第二のレジストが、二つの絶縁膜の上面と両絶縁膜
で挟まれたエミッタ電極膜の上面上を被覆し、この第二
のレジストをマスクとしたウェットエッチングによっ
て、各絶縁膜の側面の内で一方の絶縁膜と対向していな
い方の側面側のエミッタ電極膜とエミッタ層とが除去さ
れる。In the invention according to claim 4, since the side surface of the opening of the first resist is perpendicular to the upper surface of the base layer, the emitter electrode film and the emitter electrode film are formed by anisotropic etching using the first resist as a mask. The emitter layer is etched in a direction perpendicular to the top surface of the base layer. As a result, the side surface of the formed trench portion is also perpendicular to the upper surface of the base layer. After that, since the trench portion is filled with the insulating film, the side surface of the insulating film is also perpendicular to the upper surface of the base layer, and its shape becomes a plate shape. Then, the second resist covers the upper surfaces of the two insulating films and the upper surface of the emitter electrode film sandwiched between the two insulating films, and the side surface of each insulating film is wet-etched using the second resist as a mask. The emitter electrode film and the emitter layer on the side surface side that does not face one of the insulating films are removed.
【0029】請求項5に係る発明では、エミッタ層は、
ベース層の上面の一部が露出するまでエッチングされ
る。その結果、当該ベース層の上面の一部がトレンチ部
の底面をなし、従って、このトレンチ部を埋める絶縁膜
は当該ベース層の上面に垂直に形成される。In the invention according to claim 5, the emitter layer comprises:
Etching is performed until a part of the upper surface of the base layer is exposed. As a result, a part of the upper surface of the base layer forms the bottom surface of the trench portion, so that the insulating film filling the trench portion is formed perpendicularly to the upper surface of the base layer.
【0030】請求項6に係る発明では、エミッタ層の異
方性エッチングは、完全に空乏化する厚さ分だけ、ベー
ス層の上面から上方に位置したところで終了する。その
結果、上記空乏化されたエミッタ層の残部の上に絶縁膜
が形成される。According to the sixth aspect of the invention, the anisotropic etching of the emitter layer is completed when the emitter layer is located above the upper surface of the base layer by the thickness of depletion. As a result, an insulating film is formed on the remaining part of the depleted emitter layer.
【0031】請求項7に係る発明では、その第2工程に
おける異方性エッチングによって、最上層膜,第一の絶
縁膜,エミッタ電極膜及びエミッタ層がベース層の上面
に対して垂直方向にエッチングされる。従って、これら
の各層の露出した側面は、ベース層の上面に対して垂直
となる。そして、第3工程により、これらの側面と最上
層膜の上面とベース層の上面とに第二の絶縁膜が形成さ
れる。そこで、異方性エッチングを行って最上層膜及び
ベース層の各上面上の第二の絶縁膜を除去すると、最上
層膜,第一の絶縁膜,エミッタ電極膜及びエミッタ層の
各側面上の第二の絶縁膜が残る。この残存した第二の絶
縁膜は、最上層膜の側面に対応した先端部分では、側面
形状は湾曲形状となるが、他の部分の側面形状は、ベー
ス層の上面に対して垂直となっている。In the invention according to claim 7, the uppermost layer film, the first insulating film, the emitter electrode film and the emitter layer are etched in a direction perpendicular to the upper surface of the base layer by anisotropic etching in the second step. To be done. Therefore, the exposed side surface of each of these layers is perpendicular to the upper surface of the base layer. Then, by the third step, a second insulating film is formed on these side surfaces, the upper surface of the uppermost layer film and the upper surface of the base layer. Therefore, when anisotropic etching is performed to remove the second insulating film on each upper surface of the uppermost layer film and the base layer, the uppermost layer film, the first insulating film, the emitter electrode film, and each side surface of the emitter layer are removed. The second insulating film remains. The remaining second insulating film has a curved side surface shape at the tip portion corresponding to the side surface of the uppermost layer film, but the side surface shapes of the other portions are perpendicular to the upper surface of the base layer. There is.
【0032】請求項8に係る発明では、エミッタ層周囲
の面に形成された絶縁膜が、ベース層上面に対して垂直
に位置する。又、高キャリア濃度領域は、上記絶縁膜と
は離れた位置において自己整合的にベース層内に形成さ
れる。In the invention according to claim 8, the insulating film formed on the surface around the emitter layer is positioned perpendicular to the upper surface of the base layer. Further, the high carrier concentration region is formed in the base layer in a self-aligned manner at a position apart from the insulating film.
【0033】請求項9に係る発明では、高キャリア濃度
領域は自己整合的に形成され、且つ板状の絶縁膜が、半
導体基板に対して垂直に位置してエミッタ層の周囲面に
形成される。従って、ベース電極コンタクト部の形成に
当たっては、上記絶縁膜の側面には不要な膜が形成され
ず、絶縁膜の上面等に形成される不要な膜を除去可能と
し得る。In the invention according to claim 9, the high carrier concentration region is formed in a self-aligned manner, and a plate-like insulating film is formed on the peripheral surface of the emitter layer so as to be perpendicular to the semiconductor substrate. . Therefore, in forming the base electrode contact portion, an unnecessary film is not formed on the side surface of the insulating film, and the unnecessary film formed on the upper surface of the insulating film can be removed.
【0034】請求項10に係る発明では、絶縁膜の下部
にエミッタ層の空乏部分が残る。According to the tenth aspect of the invention, the depleted portion of the emitter layer remains below the insulating film.
【0035】[0035]
【実施例】この発明に係る半導体装置は、エミッタの周
囲面上の絶縁膜の側面を垂直にしたものである。更に、
この発明における半導体装置の製造方法では、固相拡散
源をエミッタ周囲の絶縁膜に対して自己整合的に一定間
隔離すことにより、当該絶縁膜中へのドーパントの拡散
を防いでいる。以下に、その様な半導体装置の製造方法
の実施例1〜3について説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The semiconductor device according to the present invention is one in which the side surface of the insulating film on the peripheral surface of the emitter is vertical. Furthermore,
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the solid phase diffusion source is isolated from the insulating film around the emitter in a self-aligning manner for a certain period of time to prevent the diffusion of the dopant into the insulating film. Examples 1 to 3 of the method for manufacturing such a semiconductor device will be described below.
【0036】(実施例1) 以下、この発明の第一の実
施例を、図について説明する。図1〜図19は、それぞ
れ、第一の実施例としての半導体装置、例えばヘテロ接
合バイポーラトランジスタ(以後、HBTと称す)の製
造工程を示す段面図であり、図20は、上記製造工程で
得られた第一の実施例としての半導体装置の構造を示す
断面図である。これらの図において、1は半導体基板
(例えばGaAs基板)、2はコレクタ層(例えばn型
GaAs)、3はベース層(例えばp型GaAs)、4
はエミッタ層(例えばn型AlGaAs)、5は第一の
WSi膜(エミッタ電極膜とも称す)、6はAl膜、7
は第二のWSi膜、8は第一のレジスト、9は第二の絶
縁膜、10は第二のレジスト、11は固相拡散源、12
は第三のレジスト、13は熱ダレしたレジスト、14は
加工された固相拡散源、15は第三の絶縁膜、16は高
キャリア濃度領域、17はベース電極膜、17aはベー
ス電極膜17の不要部、17Aはベース電極コンタクト
部、18は熱ダレした第四のレジスト、19はコレクタ
電極、27及び28はトレンチ部である。(First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 19 are step views showing a manufacturing process of a semiconductor device as a first embodiment, for example, a heterojunction bipolar transistor (hereinafter referred to as HBT), and FIG. 20 shows the manufacturing process. It is sectional drawing which shows the structure of the obtained semiconductor device as a 1st Example. In these figures, 1 is a semiconductor substrate (eg GaAs substrate), 2 is a collector layer (eg n-type GaAs), 3 is a base layer (eg p-type GaAs), 4
Is an emitter layer (for example, n-type AlGaAs), 5 is a first WSi film (also referred to as an emitter electrode film), 6 is an Al film, and 7
Is a second WSi film, 8 is a first resist, 9 is a second insulating film, 10 is a second resist, 11 is a solid phase diffusion source, 12
Is a third resist, 13 is a thermal sag resist, 14 is a processed solid phase diffusion source, 15 is a third insulating film, 16 is a high carrier concentration region, 17 is a base electrode film, 17a is a base electrode film 17 Unnecessary portion, 17A is a base electrode contact portion, 18 is a fourth resist that has been thermally sagged, 19 is a collector electrode, and 27 and 28 are trench portions.
【0037】次に、第一の実施例の半導体装置及びその
製造工程について説明する。まず、半導体基板1の上面
上に、コレクタ層2、ベース層3、エミッタ層4、第一
のWSi膜5、Al膜6、第二のWSi膜7を順次に形
成する(図1)。Next, the semiconductor device of the first embodiment and its manufacturing process will be described. First, the collector layer 2, the base layer 3, the emitter layer 4, the first WSi film 5, the Al film 6, and the second WSi film 7 are sequentially formed on the upper surface of the semiconductor substrate 1 (FIG. 1).
【0038】次に、第二のWSi膜7の上面に二つの開
口を形成する第一のレジスト8をパターニングする(図
2)。その後、第一のレジスト8をマスクとして、第二
のWSi膜7,Al膜6,第一のWSi膜5及びエミッ
タ層4を順次にエッチングする。この場合、第二のWS
i膜7及び第一のWSi膜5についてはSF6系のガス
を用いたドライエッチングで以て、又、Al膜6及びエ
ミッタ層4についてはCl2系のガスを用いたドライエ
ッチングで以て、異方性エッチングする。これにより、
垂直な側面を持つトレンチ部27が形成される(図3,
図4)。図4の段階では、トレンチ部27の底面はベー
ス層3の上面の一部にあたる。その後、第一のレジスト
8を灰化処理して除去する。Next, the first resist 8 which forms two openings on the upper surface of the second WSi film 7 is patterned (FIG. 2). After that, the second WSi film 7, the Al film 6, the first WSi film 5 and the emitter layer 4 are sequentially etched using the first resist 8 as a mask. In this case, the second WS
The i film 7 and the first WSi film 5 were dry-etched using SF 6 gas, and the Al film 6 and the emitter layer 4 were dry-etched using Cl 2 gas. , Anisotropically etch. This allows
A trench portion 27 having vertical side surfaces is formed (FIG. 3,
(Fig. 4). At the stage of FIG. 4, the bottom surface of the trench portion 27 corresponds to a part of the top surface of the base layer 3. Then, the first resist 8 is removed by ashing.
【0039】次に、CVD成長+エッチバック、又は有
機系のシリコン酸化膜の液体(例えば、SOG)の塗布
+エッチバックにより、トレンチ部27を完全に第二の
絶縁膜9(例えば、SiO膜)で以て埋め込む(図
5)。そして、更にレジスト塗布及びパターニングによ
って、第二の絶縁膜9よりオーバーサイズなる第二のレ
ジスト10を、第二のWSi膜7及び第二の絶縁膜9の
両上面に形成する(図6))。Next, the trench portion 27 is completely covered with the second insulating film 9 (eg, SiO film) by CVD growth + etchback or application of organic silicon oxide film liquid (eg, SOG) + etchback. ) To embed (FIG. 5). Then, a second resist 10 oversized from the second insulating film 9 is further formed on both upper surfaces of the second WSi film 7 and the second insulating film 9 by resist coating and patterning (FIG. 6). .
【0040】次に、上記の第二のレジスト10をマスク
として、第二のWSi膜7、Al膜6、第一のWSi膜
5及びエミッタ層4の内で不要な部分、つまり二つの絶
縁膜9で挟み込まれた部分以外の各膜4〜7を、等方性
のエッチングによって除去する。この時、異方性の出に
くいエッチャントでエッチングする。例えば、第一及び
第二のWSi膜7,5についてはNH4OH+H2O
2を、Al膜6についてはHClを、エミッタ層4につ
いては酒石酸を、それぞれエッチャントに用いてエッチ
ングする。尚、ウエットエッチングの代わりに、異方性
の出にくい条件でのプラズマエッチング(RIE等)に
よって上記エッチングを行っても良い。Next, using the second resist 10 as a mask, unnecessary portions of the second WSi film 7, the Al film 6, the first WSi film 5 and the emitter layer 4, that is, two insulating films are formed. The respective films 4 to 7 other than the portion sandwiched by 9 are removed by isotropic etching. At this time, etching is performed using an etchant that does not easily give anisotropy. For example, regarding the first and second WSi films 7 and 5, NH 4 OH + H 2 O
2 is etched using HCl for the Al film 6 and tartaric acid for the emitter layer 4 as etchants. Instead of wet etching, the above etching may be performed by plasma etching (RIE or the like) under the condition that anisotropy is unlikely to occur.
【0041】エッチング終了後は、第二のレジスト10
を灰化処理して除去する(図7)。これにより、ベース
層3の上面が一部を除いて露出し、上記一部の上面上の
みに、エミッタ層4と、その上面に形成された各膜5〜
7の側面(周囲面)及びエミッタ層4の側面(周囲面)
を覆う絶縁膜9が残る。この絶縁膜9の側面は、ベース
層3ないし半導体基板1の上面に対して垂直であり、板
状をなしている。After the etching is completed, the second resist 10 is formed.
Is removed by ashing (FIG. 7). As a result, the upper surface of the base layer 3 is exposed except a part thereof, and the emitter layer 4 and the films 5 to 5 formed on the upper surface are exposed only on the upper surface of the part.
7 side surface (peripheral surface) and emitter layer 4 side surface (peripheral surface)
The insulating film 9 that covers is left. The side surface of the insulating film 9 is perpendicular to the upper surface of the base layer 3 or the semiconductor substrate 1 and has a plate shape.
【0042】次に、ベース層3,第二の絶縁膜9及び第
二のWSi膜7の露出面の全面に、固相拡散源11を形
成する(図8)。ここで、固相拡散源11としては、例
えばZnO膜を用いることができる。Next, a solid phase diffusion source 11 is formed on the entire exposed surfaces of the base layer 3, the second insulating film 9 and the second WSi film 7 (FIG. 8). Here, as the solid phase diffusion source 11, for example, a ZnO film can be used.
【0043】更に、固相拡散源11の内でベース層3の
上面上に形成された部分の上面の一部に第三のレジスト
12をパターニングして形成する(図9)。その後、熱
処理を行い、第三のレジスト12をリフローさせること
により第三のレジスト12を熱ダレさせる(図10)。
これにより、第三のレジスト12が溶融して、その溶融
した部分によって、第三のレジスト12と固相拡散源1
1との間に生じていた間隙が埋められる。従って、この
様な方法を用いているので、図9における第三のレジス
ト12の形成をラフに行える。Further, a third resist 12 is formed by patterning on a part of the upper surface of the part formed on the upper surface of the base layer 3 in the solid phase diffusion source 11 (FIG. 9). Then, heat treatment is performed to reflow the third resist 12 so that the third resist 12 is thermally sagged (FIG. 10).
As a result, the third resist 12 is melted, and the melted portion causes the third resist 12 and the solid phase diffusion source 1 to melt.
The gap that was created between 1 and 1 is filled. Therefore, since such a method is used, the formation of the third resist 12 in FIG. 9 can be roughly performed.
【0044】次に、熱ダレしたレジスト13をマスクと
したエッチングによって、固相拡散源11の不要部分を
除去する(図11)。ここで、固相拡散源11としてZ
nOを用いているときには、酸やアルカリ溶液を用いた
ウエットエッチングにより、固相拡散源11の不要部を
部分的に除去できる。これにより、再びトレンチ部28
が形成され、図10の固相拡散源11は加工された拡散
源14(以後、単に固相拡散源14と称す)として残
る。その後、前記レジスト13を除去した上で、この段
階で露出している全面に第三の絶縁膜15(第二の絶縁
膜9と異なる種類の膜)を、例えばSiN膜を形成する
(図12)。Then, the unnecessary portion of the solid phase diffusion source 11 is removed by etching using the resist 13 which has undergone thermal sag as a mask (FIG. 11). Here, Z is used as the solid phase diffusion source 11.
When nO is used, the unnecessary portion of the solid phase diffusion source 11 can be partially removed by wet etching using an acid or alkali solution. As a result, the trench 28
Is formed, and the solid-phase diffusion source 11 in FIG. 10 remains as a processed diffusion source 14 (hereinafter, simply referred to as the solid-phase diffusion source 14). Then, after removing the resist 13, a third insulating film 15 (a film of a different type from the second insulating film 9), for example, a SiN film is formed on the entire surface exposed at this stage (FIG. 12). ).
【0045】次に、熱処理を施す。これにより、固相拡
散源14よりドーパントが等方的に拡散する。その際、
第二の絶縁膜9は第三の絶縁膜15によって固相拡散源
14と隔てられているため、第三の絶縁膜15に拡散し
たドーパントは動きが止められる結果、第二の絶縁膜9
まで拡散できず、その結果、固相拡散源14及び第三の
絶縁膜15の直下にあたるベース層3内に、高キャリア
濃度領域16が形成される(図13)。尚、高キャリア
濃度領域16の内で第三の絶縁膜15の直下に生じる部
分は、ベース層3内に拡散したドーパンドが更に当該部
分まで拡散してできたものである。Next, heat treatment is performed. As a result, the dopant diffuses isotropically from the solid-phase diffusion source 14. that time,
Since the second insulating film 9 is separated from the solid-phase diffusion source 14 by the third insulating film 15, the dopant diffused in the third insulating film 15 is stopped from moving, and as a result, the second insulating film 9 is separated.
As a result, a high carrier concentration region 16 is formed in the base layer 3 immediately below the solid phase diffusion source 14 and the third insulating film 15 (FIG. 13). The portion of the high carrier concentration region 16 that is formed immediately below the third insulating film 15 is formed by the diffusion of the diffused substance into the base layer 3 to the portion.
【0046】その後、第三の絶縁膜15及び固相拡散源
14を順次に除去する(図14,図15)。その際に、
第二のWSi膜7が第三の絶縁膜15と共に除去される
と共に、Al膜6も固相拡散源11と共に除去される。
即ち、例えば、第二の絶縁膜9をSiO膜、第三の絶縁
膜15をSiN膜とすれば、例えばRIE等の選択的エ
ッチングによって第三の絶縁膜15と第二のWSi膜7
とを同時に除去できる。また、酸またはアルカリ溶液、
例えばHClを用いて、固相拡散源14とAl膜6とを
同時に除去できる。After that, the third insulating film 15 and the solid phase diffusion source 14 are sequentially removed (FIGS. 14 and 15). At that time,
The second WSi film 7 is removed together with the third insulating film 15, and the Al film 6 is also removed together with the solid phase diffusion source 11.
That is, for example, if the second insulating film 9 is a SiO film and the third insulating film 15 is a SiN film, the third insulating film 15 and the second WSi film 7 are selectively etched by, for example, RIE.
And can be removed at the same time. Also, acid or alkaline solutions,
For example, HCl can be used to remove the solid phase diffusion source 14 and the Al film 6 at the same time.
【0047】更に、この段階で露出している面の全面
に、ベース電極膜17を形成する(図16)。このとき
出来る17aは、不要部である。そして、第四のレジス
ト18をパターニングしてベース電極膜17(必要部)
の上面に形成した上で(図示せず)、熱ダレ(リフロ
ー)させて、ベース電極膜17の必要部を第四のレジス
ト18で覆う(図17)。従って、この工程において
も、上記第四のレジスト18のパターニングをラフに行
える利点がある。Further, the base electrode film 17 is formed on the entire surface exposed at this stage (FIG. 16). 17a formed at this time is an unnecessary portion. Then, the fourth resist 18 is patterned to form the base electrode film 17 (necessary part).
After being formed on the upper surface of the substrate (not shown), thermal sag (reflow) is performed to cover necessary portions of the base electrode film 17 with the fourth resist 18 (FIG. 17). Therefore, also in this step, there is an advantage that the fourth resist 18 can be roughly patterned.
【0048】次に、例えばArイオンを用いたイオンミ
リングによって、ベース電極膜17の不要部17aをエ
ッチングして除去する。このとき、第二の絶縁膜9の側
面が垂直であるため、不要部17aの除去を容易に行
え、しかも、残りがあってもショートになりにくいと考
えられる(図19)。更に、第四のレジスト18を除去
する(図19)。Next, the unnecessary portion 17a of the base electrode film 17 is etched and removed by ion milling using Ar ions, for example. At this time, since the side surface of the second insulating film 9 is vertical, the unnecessary portion 17a can be easily removed, and even if there is a remaining portion, it is unlikely to cause a short circuit (FIG. 19). Further, the fourth resist 18 is removed (FIG. 19).
【0049】その後は、所定の工程を経て半導体装置を
製造する。得られた第一の実施例としての半導体装置の
断面構造を、図20に示す。尚、ベース電極膜17の必
要部は、本半導体装置においてはベース電極コンタクト
部17Aとして機能する。After that, a semiconductor device is manufactured through predetermined steps. The sectional structure of the obtained semiconductor device as the first embodiment is shown in FIG. The required portion of the base electrode film 17 functions as the base electrode contact portion 17A in this semiconductor device.
【0050】尚、実施例1では、GaAs/AlGaA
s系のHBTについて説明したが、InP,InGaA
s,InP等を用いたInP系のHBTはもとより、他
の化合物半導体を用いたHBTに実施例1の技術を適用
した場合にも、何ら問題は生じない。In the first embodiment, GaAs / AlGaA is used.
The s-based HBT has been explained, but InP, InGaA
No problem occurs when the technique of Example 1 is applied not only to InP-based HBTs using s, InP, etc., but also to HBTs using other compound semiconductors.
【0051】(実施例2) 図21は、第二の実施例と
しての半導体装置の構造を示す断面図である。図中、第
二の絶縁膜9A及びエミッタ層4Aは、実施例1の9及
び4にそれぞれ対応している。Example 2 FIG. 21 is a sectional view showing the structure of a semiconductor device as a second example. In the figure, the second insulating film 9A and the emitter layer 4A correspond to 9 and 4 of the first embodiment, respectively.
【0052】この半導体装置の製造方法については、図
4でのエミッタ層3のエッチング工程において、完全に
空乏化する厚さ分だけエミッタ層4Aを残すこととし、
他の工程は実施例1の場合と同じとすることにより達成
される。従って、エミッタ層4Aの周囲面に形成された
絶縁膜9Aは、エミッタ層4Aの段差状となった端部の
上面上に形成される。Regarding this method of manufacturing a semiconductor device, in the step of etching the emitter layer 3 shown in FIG. 4, the emitter layer 4A is left by a thickness to be completely depleted.
The other steps are achieved by making them the same as those in the first embodiment. Therefore, the insulating film 9A formed on the peripheral surface of the emitter layer 4A is formed on the upper surface of the stepped end of the emitter layer 4A.
【0053】この実施例2においても、実施例1と同様
の効果が得られる。加えて、本実施例2では、ベース層
3とエミッタ層4Aとの界面全てに空乏層が形成されて
いるので、当該界面での再結合電流を抑制することがで
きる。つまり、本構成とすることにより、再結合電流抑
制を容易に実現できる。Also in the second embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained. In addition, in the second embodiment, since the depletion layer is formed at the entire interface between the base layer 3 and the emitter layer 4A, the recombination current at the interface can be suppressed. That is, with this configuration, it is possible to easily realize the recombination current suppression.
【0054】(実施例3) 図22〜図41は、この発
明の第三の実施例としての半導体装置及びその製造方法
を示す断面図である。これらの図において、1〜19は
実施例1と同等であり、20は第一の絶縁膜を、21は
第二のWSi膜(最上層膜に該当)を、22は第2の絶
縁膜を、23はサイドウォールを、29はトレンチ部
を、各々示している。(Embodiment 3) FIGS. 22 to 41 are sectional views showing a semiconductor device and its manufacturing method as a third embodiment of the invention. In these figures, 1 to 19 are equivalent to those of the first embodiment, 20 is the first insulating film, 21 is the second WSi film (corresponding to the uppermost layer film), and 22 is the second insulating film. , 23 are sidewalls, and 29 is a trench portion.
【0055】以下、第三の実施例の半導体装置の製造工
程について、図に基づき説明する。まず、半導体基板1
(例えばGaAs基板)の上面上に、コレクタ層2、ベ
ース層3、エミッタ層4、第一のWSi膜5(エミッタ
電極膜)、第一の絶縁膜20、第二のWSi膜21を、
順次に形成する(図22)。The manufacturing process of the semiconductor device of the third embodiment will be described below with reference to the drawings. First, the semiconductor substrate 1
A collector layer 2, a base layer 3, an emitter layer 4, a first WSi film 5 (emitter electrode film), a first insulating film 20, and a second WSi film 21 are formed on the upper surface of (for example, a GaAs substrate).
The layers are sequentially formed (FIG. 22).
【0056】次に、レジストのパターニングによって第
一のレジスト8を第二のWSi膜21の上面上に形成し
(図23)、その後、第一のレジスト8をマスクにし
て、第二のWSi膜21、第一の絶縁膜20、第一のW
Si膜5を異方性条件で順次にドライエッチングする
(図24)。更に、第一のレジスト8をマスクとして引
続き異方性エッチングして、エミッタ層4をエッチング
する(図25)。そして、第一のレジスト8を灰化処理
により除去する(図26)。Then, the first resist 8 is formed on the upper surface of the second WSi film 21 by patterning the resist (FIG. 23), and then the second resist 8 is used as a mask to form the second WSi film. 21, first insulating film 20, first W
The Si film 5 is sequentially dry-etched under anisotropic conditions (FIG. 24). Further, using the first resist 8 as a mask, anisotropic etching is continued to etch the emitter layer 4 (FIG. 25). Then, the first resist 8 is removed by ashing (FIG. 26).
【0057】次に、第二の絶縁膜22(例えば、SiO
膜)を露出面の全面に形成し(図27)、異方性エッチ
ングにより、第二の絶縁膜22からなるサイドウォール
23を各層4,5,20,21の側面に形成する(図2
8)。サイドウォール23は、第二のWSi膜21の側
面に形成された先端部分の形状が湾曲するが、全体とし
ては、ほぼ板状の形状をなしており、その側面はベース
層3ないし半導体基板1の上面と垂直である。Next, the second insulating film 22 (for example, SiO 2
A film) is formed on the entire exposed surface (FIG. 27), and sidewalls 23 made of the second insulating film 22 are formed on the side surfaces of the layers 4, 5, 20, 21 by anisotropic etching (FIG. 2).
8). The sidewall 23 has a curved tip portion formed on the side surface of the second WSi film 21, but has a substantially plate-like shape as a whole, and the side surface has the base layer 3 or the semiconductor substrate 1. Perpendicular to the upper surface of.
【0058】更に、露出したベース層3,サイドウォー
ル23及び第二のWSi膜21の全面に固相拡散源11
(例えば、ZnO膜)を形成し(図29)、第三のレジ
スト12をパターニングした上で(図30)、熱処理を
行い、第三のレジスト12をリフロー(熱ダレ)させて
溶融し、以て第三のレジスト12と固相拡散源11との
隙間を埋める(図31)。従って、第三のレジスト12
のパターニングについては、高精度は要求されず、ラフ
に行うことができる。Further, the solid phase diffusion source 11 is formed on the entire surface of the exposed base layer 3, side wall 23 and second WSi film 21.
(For example, a ZnO film) is formed (FIG. 29), the third resist 12 is patterned (FIG. 30), heat treatment is performed, and the third resist 12 is reflowed (heat sagging) to be melted. Then, the gap between the third resist 12 and the solid phase diffusion source 11 is filled (FIG. 31). Therefore, the third resist 12
The patterning of 1 does not require high precision and can be roughly performed.
【0059】次に、熱ダレしたレジスト13をマスクと
して固相拡散源11を除去して、トレンチ部29を形成
する(図32)。この除去は、固相拡散源11の一例と
してZnOを用いるならば、酸やアルカリ溶液によるウ
エットエッチングで実現される。これにより、加工され
た固相拡散源14が、ベース層3の上面の一部に形成さ
れる。更に、熱ダレしたレジスト13を灰化処理により
除去した後、露出面の全面に第三の絶縁膜15を形成す
る(図33)。Next, the solid-phase diffusion source 11 is removed by using the resist 13 that has undergone thermal sag as a mask to form a trench 29 (FIG. 32). If ZnO is used as an example of the solid phase diffusion source 11, this removal is realized by wet etching with an acid or alkali solution. As a result, the processed solid phase diffusion source 14 is formed on a part of the upper surface of the base layer 3. Further, the resist 13 which has been thermally sagged is removed by an ashing process, and then a third insulating film 15 is formed on the entire exposed surface (FIG. 33).
【0060】次に、熱処理によって、高キャリア濃度領
域16を形成する(図34)。この際にも、固相拡散源
14からドーパントが等方的に拡散するが、第三の絶縁
膜15に拡散したドーパントはその動きが止められ、固
相拡散源14の直下のベース層3内及びその直下からさ
らに第三の絶縁膜15の直下のベース層3内にドーパン
トが拡散されて、高キャリア濃度領域16が形成され
る。その後、第三の絶縁膜15を除去する(図35)。
第一と第二、及び第三の絶縁膜(20,23),15は
異種の絶縁膜(例えば、前者はSiO膜,後者はSiN
膜)であり、第三の絶縁膜15の除去に際して、第二の
WSi膜21も同時に除去される。更に、固相拡散源1
4をも除去する(図36)。Next, a high carrier concentration region 16 is formed by heat treatment (FIG. 34). Also at this time, the dopant diffuses isotropically from the solid phase diffusion source 14, but the movement of the dopant diffused in the third insulating film 15 is stopped, and the dopant in the base layer 3 directly below the solid phase diffusion source 14 is stopped. Then, the dopant is diffused into the base layer 3 directly below the third insulating film 15 to form the high carrier concentration region 16. After that, the third insulating film 15 is removed (FIG. 35).
The first, second, and third insulating films (20, 23) and 15 are different kinds of insulating films (for example, the former is a SiO film and the latter is a SiN film).
The second WSi film 21 is simultaneously removed when the third insulating film 15 is removed. Furthermore, the solid phase diffusion source 1
4 is also removed (FIG. 36).
【0061】以後は、従来例の図31以降と同様の工程
を経ることにより、第三の実施例の半導体装置を製造す
る。この場合、第一のWSi膜5の上面はAl膜6によ
って被覆されているので、従来技術のように第一のWS
i膜5の表面はイオンによって荒れるということは無
い。After that, the semiconductor device of the third embodiment is manufactured by performing the same steps as those of the conventional example shown in FIG. In this case, since the upper surface of the first WSi film 5 is covered with the Al film 6, the first WSi film 5 is formed as in the conventional technique.
The surface of the i film 5 is not roughened by ions.
【0062】以上のように、この発明の各実施例によれ
ば、エミッタ層の周囲の絶縁膜の側面を垂直にしたの
で、ベース電極の不要部の除去が容易になった。As described above, according to each of the embodiments of the present invention, since the side surface of the insulating film around the emitter layer is made vertical, the unnecessary portion of the base electrode can be easily removed.
【0063】また、エミッタ層周囲の絶縁膜から拡散源
を自己整合的に離して形成しているので、上記絶縁膜中
へのドーパントの拡散がなく、しかも、従来技術の様に
絶縁膜の再形成を行う必要がなくなり、信頼性の高い半
導体装置を製造することができる。Further, since the diffusion source is formed so as to be separated from the insulating film around the emitter layer in a self-aligned manner, there is no diffusion of the dopant into the insulating film, and the insulating film is not regenerated as in the prior art. There is no need to perform formation, and a highly reliable semiconductor device can be manufactured.
【0064】[0064]
【発明の効果】請求項1に係る発明によれば、エミッタ
層の周囲を覆っている絶縁膜中にドーパントを拡散させ
ることなく、自己整合的に高キャリア濃度領域をベース
層内に形成することができる。このため、従来技術の様
に高キャリア濃度領域形成後に改めて絶縁膜をエミッタ
層の周囲に形成させる必要無く、信頼性の高い半導体装
置を製造することができる。According to the first aspect of the invention, the high carrier concentration region is formed in the base layer in a self-aligning manner without diffusing the dopant into the insulating film covering the periphery of the emitter layer. You can Therefore, unlike the prior art, it is not necessary to newly form an insulating film around the emitter layer after forming the high carrier concentration region, and a highly reliable semiconductor device can be manufactured.
【0065】請求項2に係る発明によれば、ベース電極
膜形成の際に、エミッタ層の周囲の絶縁膜の側面には不
要なベース電極膜を形成させなくすることができるの
で、ベース電極膜の不要部を容易に除去することができ
る。又、ベース電極膜形成の際にエミッタ電極膜の損傷
が生じ無いという効果もある。According to the second aspect of the present invention, when the base electrode film is formed, it is possible to prevent an unnecessary base electrode film from being formed on the side surface of the insulating film around the emitter layer. The unnecessary part of can be easily removed. Further, there is an effect that the emitter electrode film is not damaged when the base electrode film is formed.
【0066】請求項3に係る発明によれば、第一に、固
相拡散源の必要部を完全に被覆することができ、その結
果、上記必要部のみを残して他の部分を除去することが
できる。このため、固相拡散源を絶縁膜から自己整合的
に隔離することができる。第二に、ベース電極膜の必要
部のみを完全に被覆することができ、その結果、必要部
をエッチングすることなく不要部のみを確実に除去する
ことができる。According to the third aspect of the invention, firstly, the required portion of the solid phase diffusion source can be completely covered, and as a result, only the required portion is left and the other portions are removed. You can Therefore, the solid phase diffusion source can be isolated from the insulating film in a self-aligned manner. Secondly, it is possible to completely cover only the required portion of the base electrode film, and as a result, it is possible to reliably remove only the unnecessary portion without etching the required portion.
【0067】請求項4に係る発明によれば、断面が矩形
型の絶縁膜をエミッタ層の周囲の面に垂直に形成するこ
とができ、不要なベース電極膜が絶縁膜の側面形成され
るの防止することができる。このため、不要なベース電
極膜を異方性エッチングによって除去することが可能と
なる。According to the invention of claim 4, an insulating film having a rectangular cross section can be formed perpendicularly to the peripheral surface of the emitter layer, and an unnecessary base electrode film is formed on the side surface of the insulating film. Can be prevented. Therefore, the unnecessary base electrode film can be removed by anisotropic etching.
【0068】請求項5に係る発明によれば、ベース層の
上面上に垂直な側面を有する絶縁膜をエミッタ層の周囲
の面に沿って形成することができ、不要なベース電極膜
を異方性エッチングによって除去することが可能とな
る。According to the invention of claim 5, an insulating film having vertical side surfaces can be formed on the upper surface of the base layer along the peripheral surface of the emitter layer, and an unnecessary base electrode film is anisotropically formed. It becomes possible to remove it by the characteristic etching.
【0069】請求項6に係る発明によれば、絶縁膜の下
部にも空乏領域を形成することができる。According to the invention of claim 6, a depletion region can be formed below the insulating film.
【0070】請求項7に係る発明によれば、ベース層の
上面に対して何れもエミッタ層,エミッタ電極膜,第一
の絶縁膜及び最上層膜の各側面を垂直に形成しているの
で、最上層膜の側面に対応する部分を除いて、ベース層
の上面に対して垂直な絶縁膜をエミッタ層の周囲に形成
することができる。従って、ベース電極膜の不要部を容
易に除去することができる。しかも、エミッタ電極膜の
上面上に第一の絶縁膜が形成されているので、ベース電
極膜形成の際にエミッタ電極膜の損傷が生じ無いという
効果もある。According to the invention of claim 7, since the side surfaces of the emitter layer, the emitter electrode film, the first insulating film and the uppermost layer are formed perpendicular to the upper surface of the base layer, An insulating film perpendicular to the upper surface of the base layer can be formed around the emitter layer except for the portion corresponding to the side surface of the uppermost layer film. Therefore, the unnecessary portion of the base electrode film can be easily removed. Moreover, since the first insulating film is formed on the upper surface of the emitter electrode film, there is an effect that the emitter electrode film is not damaged when the base electrode film is formed.
【0071】請求項8に係る発明によれば、高キャリア
濃度領域の形成時にエミッタ層の周囲の絶縁膜中へのド
ーパントの拡散を防止して、ベース電極膜形成時に不要
部を除去できる半導体装置を実現できる効果がある。According to the invention of claim 8, a semiconductor device capable of preventing the diffusion of the dopant into the insulating film around the emitter layer at the time of forming the high carrier concentration region and removing the unnecessary portion at the time of forming the base electrode film. There is an effect that can be realized.
【0072】請求項9に係る発明によれば、エミッタ層
の周囲の絶縁膜中へドーパントを拡散させることなく自
己整合的に形成された高キャリア濃度領域と、不要部の
無いベース電極膜とを有する半導体装置を実現できる効
果がある。According to the invention of claim 9, the high carrier concentration region formed in a self-aligned manner without diffusing the dopant into the insulating film around the emitter layer and the base electrode film having no unnecessary portion are provided. There is an effect that a semiconductor device having the same can be realized.
【0073】請求項10に係る発明によれば、絶縁膜の
下部にも空乏領域を有する半導体装置を実現できる効果
がある。According to the invention of claim 10, there is an effect that a semiconductor device having a depletion region under the insulating film can be realized.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】 この発明の第一の実施例としての半導体装置
の製造方法を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device as a first embodiment of the present invention.
【図2】 この発明の第一の実施例としての半導体装置
の製造方法を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing a semiconductor device as the first embodiment of the present invention.
【図3】 この発明の第一の実施例としての半導体装置
の製造方法を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device as the first embodiment of the present invention.
【図4】 この発明の第一の実施例としての半導体装置
の製造方法を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing a semiconductor device as the first embodiment of the present invention.
【図5】 この発明の第一の実施例としての半導体装置
の製造方法を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing a semiconductor device as the first embodiment of the present invention.
【図6】 この発明の第一の実施例としての半導体装置
の製造方法を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing a semiconductor device as the first embodiment of the present invention.
【図7】 この発明の第一の実施例としての半導体装置
の製造方法を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing a semiconductor device as the first embodiment of the present invention.
【図8】 この発明の第一の実施例としての半導体装置
の製造方法を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing a semiconductor device as the first embodiment of the present invention.
【図9】 この発明の第一の実施例としての半導体装置
の製造方法を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing a semiconductor device as the first embodiment of the present invention.
【図10】 この発明の第一の実施例としての半導体装
置の製造方法を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the invention.
【図11】 この発明の第一の実施例としての半導体装
置の製造方法を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device as the first embodiment of the invention.
【図12】 この発明の第一の実施例としての半導体装
置の製造方法を示す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the invention.
【図13】 この発明の第一の実施例としての半導体装
置の製造方法を示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the invention.
【図14】 この発明の第一の実施例としての半導体装
置の製造方法を示す断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing a semiconductor device as the first embodiment of the present invention.
【図15】 この発明の第一の実施例としての半導体装
置の製造方法を示す断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the invention.
【図16】 この発明の第一の実施例としての半導体装
置の製造方法を示す断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the invention.
【図17】 この発明の第一の実施例としての半導体装
置の製造方法を示す断面図である。FIG. 17 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device as the first embodiment of the present invention.
【図18】 この発明の第一の実施例としての半導体装
置の製造方法を示す断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the invention.
【図19】 この発明の第一の実施例としての半導体装
置の製造方法を示す断面図である。FIG. 19 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the invention.
【図20】 第一の実施例としての半導体装置の構造を
示す断面図である。FIG. 20 is a sectional view showing a structure of a semiconductor device as a first embodiment.
【図21】 この発明の第二の実施例としての半導体装
置の構造を示す断面図である。FIG. 21 is a sectional view showing a structure of a semiconductor device as a second embodiment of the present invention.
【図22】 この発明の第三の実施例としての半導体装
置の製造方法を示す断面図である。FIG. 22 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing a semiconductor device as the third embodiment of the present invention.
【図23】 この発明の第三の実施例としての半導体装
置の製造方法を示す断面図である。FIG. 23 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device as the third embodiment of the present invention.
【図24】 この発明の第三の実施例としての半導体装
置の製造方法を示す断面図である。FIG. 24 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device as the third embodiment of the present invention.
【図25】 この発明の第三の実施例としての半導体装
置の製造方法を示す断面図である。FIG. 25 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing a semiconductor device as the third embodiment of the present invention.
【図26】 この発明の第三の実施例としての半導体装
置の製造方法を示す断面図である。FIG. 26 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device as the third embodiment of the present invention.
【図27】 この発明の第三の実施例としての半導体装
置の製造方法を示す断面図である。FIG. 27 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing a semiconductor device as the third embodiment of the present invention.
【図28】 この発明の第三の実施例としての半導体装
置の製造方法を示す断面図である。FIG. 28 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device as the third embodiment of the present invention.
【図29】 この発明の第三の実施例としての半導体装
置の製造方法を示す断面図である。FIG. 29 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device as the third embodiment of the present invention.
【図30】 この発明の第三の実施例としての半導体装
置の製造方法を示す断面図である。FIG. 30 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device as the third embodiment of the present invention.
【図31】 この発明の第三の実施例としての半導体装
置の製造方法を示す断面図である。FIG. 31 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing a semiconductor device as the third embodiment of the present invention.
【図32】 この発明の第三の実施例としての半導体装
置の製造方法を示す断面図である。FIG. 32 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing a semiconductor device as the third embodiment of the present invention.
【図33】 この発明の第三の実施例としての半導体装
置の製造方法を示す断面図である。FIG. 33 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing a semiconductor device as the third embodiment of the present invention.
【図34】 この発明の第三の実施例としての半導体装
置の製造方法を示す断面図である。FIG. 34 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device as the third embodiment of the present invention.
【図35】 この発明の第三の実施例としての半導体装
置の製造方法を示す断面図である。FIG. 35 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device as the third embodiment of the present invention.
【図36】 この発明の第三の実施例としての半導体装
置の製造方法を示す断面図である。FIG. 36 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device as the third embodiment of the present invention.
【図37】 この発明の第三の実施例としての半導体装
置の製造方法を示す断面図である。FIG. 37 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device as the third embodiment of the present invention.
【図38】 この発明の第三の実施例としての半導体装
置の製造方法を示す断面図である。FIG. 38 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device as the third embodiment of the present invention.
【図39】 この発明の第三の実施例としての半導体装
置の製造方法を示す断面図である。FIG. 39 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device as the third embodiment of the present invention.
【図40】 この発明の第三の実施例としての半導体装
置の製造方法を示す断面図である。FIG. 40 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing a semiconductor device as the third embodiment of the present invention.
【図41】 第三の実施例としての半導体装置の構造を
示す断面図である。FIG. 41 is a cross-sectional view showing the structure of a semiconductor device as a third embodiment.
【図42】 従来の半導体装置の製造方法を示す断面図
である。FIG. 42 is a cross-sectional view showing the conventional method of manufacturing a semiconductor device.
【図43】 従来の半導体装置の製造方法を示す断面図
である。FIG. 43 is a cross-sectional view showing the conventional method of manufacturing a semiconductor device.
【図44】 従来の半導体装置の製造方法を示す断面図
である。FIG. 44 is a cross-sectional view showing the conventional method of manufacturing a semiconductor device.
【図45】 従来の半導体装置の製造方法を示す断面図
である。FIG. 45 is a cross-sectional view showing the conventional method of manufacturing a semiconductor device.
【図46】 従来の半導体装置の製造方法を示す断面図
である。FIG. 46 is a sectional view showing the conventional method for manufacturing a semiconductor device.
【図47】 従来の半導体装置の製造方法を示す断面図
である。FIG. 47 is a cross-sectional view showing the conventional method of manufacturing a semiconductor device.
【図48】 従来の半導体装置の製造方法を示す断面図
である。FIG. 48 is a cross-sectional view showing the conventional method of manufacturing a semiconductor device.
【図49】 従来の半導体装置の製造方法を示す断面図
である。FIG. 49 is a cross-sectional view showing the conventional method of manufacturing a semiconductor device.
【図50】 従来の半導体装置の製造方法を示す断面図
である。FIG. 50 is a sectional view showing the conventional method for manufacturing a semiconductor device.
【図51】 従来の半導体装置の製造方法を示す断面図
である。FIG. 51 is a cross-sectional view showing the conventional method of manufacturing a semiconductor device.
【図52】 従来の半導体装置の製造方法を示す断面図
である。FIG. 52 is a cross-sectional view showing the conventional method of manufacturing a semiconductor device.
【図53】 従来の半導体装置の製造方法を示す断面図
である。FIG. 53 is a cross-sectional view showing the conventional method of manufacturing a semiconductor device.
【図54】 従来の半導体装置の製造方法を示す断面図
である。FIG. 54 is a cross-sectional view showing the conventional method of manufacturing a semiconductor device.
1 半導体基板、2 コレクタ層、3 ベース層、4
エミッタ層、5 第一のWSi膜、6 Al膜、7 第
二のWSi膜、8 第一のレジスト、9 第二の絶縁
膜、10 第二のレジスト、11 固相拡散源、12
第三のレジスト 13 熱ダレしたレジスト、14 加工された拡散源、
15 第三の絶縁膜、16 高キャリア濃度領域、17
ベース電極膜、18 第四のレジスト、19コレクタ
電極、20 第一の絶縁膜、21 第二のWSi膜(最
上層膜)、22第二の絶縁膜、23 第一のサイドウォ
ール、24 ドーパントが拡散した第一のサイドウォー
ル、25 第二のサイドウォール、26 ミリングで表
面の荒れた第一のWSi膜。1 semiconductor substrate, 2 collector layer, 3 base layer, 4
Emitter layer, 5 1st WSi film, 6 Al film, 7 2nd WSi film, 8 1st resist, 9 2nd insulating film, 10 2nd resist, 11 solid phase diffusion source, 12
Third resist 13 Thermally dripped resist, 14 Processed diffusion source,
15 third insulating film, 16 high carrier concentration region, 17
Base electrode film, 18 fourth resist, 19 collector electrode, 20 first insulating film, 21 second WSi film (uppermost layer film), 22 second insulating film, 23 first sidewall, 24 dopant Diffused first side wall, 25 Second side wall, 26 First WSi film whose surface is roughened by milling.
Claims (10)
順次に形成する第1工程と、 前記ベース層の上面の一部にエミッタ層とエミッタ電極
膜とを順次に形成する第2工程と、 前記エミッタ層及び前記エミッタ電極膜の周囲の面に、
側面が前記ベース層の上面に対して垂直な板状の絶縁膜
を形成する第3工程と、 前記第3工程後の露出面の全面に、ドーパントを含む固
相拡散源を形成する第4工程と、 前記固相拡散源の内で前記ベース層の上面に形成された
必要部をレジストで被覆する第5工程と、 前記レジストをマスクとして前記固相拡散源をエッチン
グした後、前記レジストを除去する第6工程と、 前記第6工程により露出した面の全面に新たな絶縁膜を
形成する第7工程と、 熱処理により前記ベース層に高キャリア濃度領域を形成
し、その後、前記新たな絶縁膜及び前記固相拡散源を順
次に除去する第8工程とを、備えた半導体装置の製造方
法。1. A first step of sequentially forming a collector layer and a base layer on a semiconductor substrate, and a second step of sequentially forming an emitter layer and an emitter electrode film on a part of an upper surface of the base layer, On the surface around the emitter layer and the emitter electrode film,
Third step of forming a plate-shaped insulating film whose side surface is perpendicular to the upper surface of the base layer, and fourth step of forming a solid-phase diffusion source containing a dopant on the entire exposed surface after the third step. A fifth step of covering a necessary portion of the solid phase diffusion source formed on the upper surface of the base layer with a resist, and removing the resist after etching the solid phase diffusion source using the resist as a mask And a seventh step of forming a new insulating film on the entire surface exposed by the sixth step, and a high carrier concentration region is formed in the base layer by heat treatment, and then the new insulating film is formed. And an eighth step of sequentially removing the solid phase diffusion source, the method for manufacturing a semiconductor device.
あって、 前記第8工程により露出した面の全面にベース電極膜を
形成する第9工程と、 前記ベース電極膜の内で前記ベース層の上面に形成され
た必要部を新たなレジストで被覆する第10工程と、 前記新たなレジストをマスクとして前記ベース電極膜の
不要部をエッチングする第11工程とを、更に備えた半
導体装置の製造方法。2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a base electrode film is formed on the entire surface exposed by the eighth process, and the base is formed in the base electrode film. A semiconductor device further comprising: a tenth step of covering a necessary portion formed on the upper surface of the layer with a new resist; and an eleventh step of etching an unnecessary portion of the base electrode film using the new resist as a mask. Production method.
あって、 前記第5工程は、 前記固相拡散源の内で前記ベース層の上面にのみ形成さ
れた部分の上面にレジストパターンを形成する工程と、 第一の熱処理により前記レジストパターンをリフローさ
せて前記必要部を被覆する前記レジストを形成する工程
とを備え、 前記第10工程は、 前記ベース電極膜の内の前記必要部の上面に新たなレジ
ストパターンを形成する工程と、 第二の熱処理により前記レジストパターンをリフローさ
せて前記必要部を被覆する前記レジストを形成する工程
とを備えた、半導体装置の製造方法。3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein in the fifth step, a resist pattern is formed on an upper surface of a portion of the solid phase diffusion source formed only on the upper surface of the base layer. A step of forming, and a step of reflowing the resist pattern by a first heat treatment to form the resist that covers the necessary portion, the tenth step includes a step of forming the necessary portion of the base electrode film. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of forming a new resist pattern on an upper surface; and a step of reflowing the resist pattern by a second heat treatment to form the resist covering the necessary portion.
半導体装置の製造方法であって、 前記第2工程は、 前記ベース層の上面の全面に前記エミッタ層と前記エミ
ッタ電極膜とを順次に形成する工程と、 前記エミッタ電極膜の上面上方に、前記ベース層の上面
に対して垂直な側面を備えた二つの開口を有する第一の
レジストを形成する工程と、 前記第一のレジストをマスクとして前記エミッタ電極膜
と前記エミッタ層とを順次に異方性エッチングして、前
記ベース層の上面に対して垂直な側面を有する二つのト
レンチ部を形成する工程とを備え、 前記第3工程は、 前記二つのトレンチ部を前記絶縁膜で埋め込む工程と、 前記第一のレジストを除去した上で、前記絶縁膜の上面
を被覆する第二のレジストを前記エミッタ電極膜の上面
上方に形成する工程と、 前記第二のレジストをマスクとして前記エミッタ電極膜
と前記エミッタ層とを順次にウエットエッチングする工
程とを備えた、半導体装置の製造方法。4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein in the second step, the emitter layer and the emitter electrode film are formed on the entire upper surface of the base layer. And a step of forming a first resist having two openings above the upper surface of the emitter electrode film, the opening having side surfaces perpendicular to the upper surface of the base layer, A step of anisotropically etching the emitter electrode film and the emitter layer sequentially using a resist as a mask to form two trench portions having side surfaces perpendicular to the upper surface of the base layer; The third step is a step of filling the two trench portions with the insulating film, removing the first resist, and then applying a second resist covering the upper surface of the insulating film above the upper surface of the emitter electrode film. A step of forming, and a step of sequentially wet-etching and the emitter electrode layer and the emitter layer using the second resist as a mask, a method of manufacturing a semiconductor device.
あって、 前記第2工程に於ける前記トレンチ部は、 前記ベース層の上面の一部が露出するまで前記エミッタ
層を異方性エッチングして形成されることを特徴とする
半導体装置の製造方法。5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein in the trench portion in the second step, the emitter layer is anisotropic until a part of an upper surface of the base layer is exposed. A method of manufacturing a semiconductor device, which is formed by etching.
あって、 前記第2工程の前記トレンチ部形成工程に於ける前記エ
ミッタ層の異方性エッチングは、完全に空乏化する厚さ
だけ前記エミッタ層を残すことにより達成されることを
特徴とする半導体装置の製造方法。6. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the anisotropic etching of the emitter layer in the trench forming step of the second step is performed only by a thickness that completely depletes the emitter layer. A method for manufacturing a semiconductor device, which is achieved by leaving the emitter layer.
あって、 前記第2工程は、 前記ベース層の上面の全面に前記エミッタ層と前記エミ
ッタ電極膜とを順次に形成する工程と、 前記エミッタ電極膜の上面の全面に第一の絶縁膜と最上
層膜とを順次に形成する工程と、 前記最上層膜の上面の一部に第一のレジストを形成する
工程と、 前記第一のレジストをマスクとして前記最上層膜と前記
第一の絶縁膜と前記エミッタ電極膜と前記エミッタ層と
を順次に異方性エッチングして、前記ベース層の上面の
一部を露出させる工程とを備え、 前記第3工程は、 前記第2工程により露出した面の全面に第二の絶縁膜を
形成する工程と、 前記最上層膜及び前記ベース層の上面に形成された前記
第二の絶縁膜を異方性エッチングによって除去して、前
記最上層膜と前記第一の絶縁膜と前記エミッタ電極膜と
前記エミッタ層の各側面に於いて前記絶縁膜としてのサ
イドウォールを形成する工程とを備え、 前記第8工程は、 前記新たな絶縁膜を前記最上層膜と共に除去する工程
と、 前記固相拡散源を除去する工程とを備えた、半導体装置
の製造方法。7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein the second step sequentially forms the emitter layer and the emitter electrode film on the entire upper surface of the base layer, A step of sequentially forming a first insulating film and a top layer film on the entire top surface of the emitter electrode film; a step of forming a first resist on a part of the top surface of the top layer film; Anisotropically etching the uppermost layer film, the first insulating film, the emitter electrode film, and the emitter layer sequentially using the resist as a mask to expose a part of the upper surface of the base layer. The third step includes the step of forming a second insulating film on the entire surface exposed by the second step, and the second insulating film formed on the upper surfaces of the uppermost layer film and the base layer. Is removed by anisotropic etching, An upper layer film, the first insulating film, the emitter electrode film, and a step of forming a sidewall as the insulating film on each side surface of the emitter layer, the eighth step, And a step of removing the solid phase diffusion source together with the uppermost layer film, and a method of manufacturing a semiconductor device.
半導体装置の製造方法によって何れも製造された、コレ
クタ層、ベース層、エミッタ層、エミッタ電極膜、前記
エミッタ層とエミッタ電極膜の両周囲面に形成され且つ
前記ベース層の上面に対して垂直な側面を有する板状の
絶縁膜と、前記絶縁膜を挟み込むベース電極膜と、前記
ベース電極膜の下部に当たる前記ベース層内に形成され
た高キャリア濃度領域とを備えた、半導体装置。8. A collector layer, a base layer, an emitter layer, an emitter electrode film, the emitter layer and an emitter electrode film, which are manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device according to claim 2. A plate-shaped insulating film formed on both peripheral surfaces of the base layer and having a side surface perpendicular to the upper surface of the base layer, a base electrode film sandwiching the insulating film, and a base electrode layer under the base electrode film. A semiconductor device having a formed high carrier concentration region.
電極コンタクト部の下部に形成された高キャリア濃度領
域を有する半導体装置において、 エミッタ層の周囲面に形成され、半導体基板の上面に対
して垂直な側面を有する板状の絶縁膜を有し、 前記高キャリア濃度領域は前記エミッタ層に対して自己
整合的に形成されていることを特徴とする半導体装置。9. A semiconductor device having a high carrier concentration region formed below a base electrode contact portion by a diffusion method using a solid phase diffusion source, wherein the semiconductor device is formed on a peripheral surface of an emitter layer and is formed on an upper surface of a semiconductor substrate. And a plate-shaped insulating film having vertical side surfaces, and the high carrier concentration region is formed in self-alignment with the emitter layer.
ミッタ層を有することを特徴とする、請求項9記載の半
導体装置。10. The semiconductor device according to claim 9, further comprising the depleted emitter layer immediately below the insulating film.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24902094A JPH08115920A (en) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | Semiconductor device, and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24902094A JPH08115920A (en) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | Semiconductor device, and its manufacture |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08115920A true JPH08115920A (en) | 1996-05-07 |
Family
ID=17186819
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24902094A Pending JPH08115920A (en) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | Semiconductor device, and its manufacture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08115920A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110309333A1 (en) * | 2010-06-21 | 2011-12-22 | International Business Machines Corporation | Semiconductor devices fabricated by doped material layer as dopant source |
-
1994
- 1994-10-14 JP JP24902094A patent/JPH08115920A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110309333A1 (en) * | 2010-06-21 | 2011-12-22 | International Business Machines Corporation | Semiconductor devices fabricated by doped material layer as dopant source |
US8394710B2 (en) * | 2010-06-21 | 2013-03-12 | International Business Machines Corporation | Semiconductor devices fabricated by doped material layer as dopant source |
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