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JPH07297202A - Formation of bipolar transistor - Google Patents

Formation of bipolar transistor

Info

Publication number
JPH07297202A
JPH07297202A JP11056494A JP11056494A JPH07297202A JP H07297202 A JPH07297202 A JP H07297202A JP 11056494 A JP11056494 A JP 11056494A JP 11056494 A JP11056494 A JP 11056494A JP H07297202 A JPH07297202 A JP H07297202A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor substrate
forming
emitter
bipolar transistor
protection pattern
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11056494A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Motoyoshi
真 元吉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP11056494A priority Critical patent/JPH07297202A/en
Publication of JPH07297202A publication Critical patent/JPH07297202A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Bipolar Transistors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To acquire stable device characteristics which are free from irregularities of device characteristics of a bipolar transistor such as breakdown strength, current amplification rate, etc., by etching a base electrode formation layer with a specified surface of a semiconductor substrate covered with an emitter region protection pattern. CONSTITUTION:An emitter electrode 23 is formed by etching an emitter electrode formation layer 22. Here, a resist pattern is formed on the emitter electrode formation layer 22. The emitter electrode 23 is formed by etching emitter electrode formation layer 22 by using the resist pattern as a mask. Then, a BPSG film is formed on an upper surface of the emitter electrode 23 and an insulation layer 20, and reflow is performed for it at 900 deg.C. Impurities in the emitter electrode 23 are diffused in a semiconductor substrate 11 in this way. An emitter region 24 formed by diffusing n-type impurities in the semiconductor substrate 11 is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、バイポーラトランジス
タの形成方法に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method of forming a bipolar transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】シリコンからなる半導体基板にバイポー
ラトランジスタを形成する場合、先ず図7(1)に示す
ように、半導体基板71に酸化膜からなる素子分離領域
72と第1導電型の不純物を拡散させてなるコレクタ領
域73とを形成する。次いで、半導体基板71のエミッ
タ・ベース領域を露出させるように、当該半導体基板7
1上の酸化膜74をエッチングする。その後、ポリシリ
コン層75を半導体基板71及び酸化膜74上に成膜
し、このポリシリコン層75上に絶縁膜76を成膜す
る。次いで、破線で示す部分の絶縁膜76とポリシリコ
ン層75とをエッチング除去し、ポリシリコン層75か
らなるベース電極77を形成する。その後、半導体基板
71の露出面から当該半導体基板71中に第2導電型の
不純物を注入して拡散させる。また、べース電極77か
ら第2導電型の不純物を半導体基板71中に拡散させ
る。これによって第2導電型の不純物を半導体基板71
中に拡散させたベース領域81を形成する。
2. Description of the Related Art When forming a bipolar transistor on a semiconductor substrate made of silicon, first, as shown in FIG. 7A, an element isolation region 72 made of an oxide film and a first conductivity type impurity are diffused in a semiconductor substrate 71. The collector region 73 thus formed is formed. Then, the semiconductor substrate 7 is exposed so that the emitter / base region of the semiconductor substrate 71 is exposed.
The oxide film 74 on 1 is etched. After that, the polysilicon layer 75 is formed on the semiconductor substrate 71 and the oxide film 74, and the insulating film 76 is formed on the polysilicon layer 75. Then, the insulating film 76 and the polysilicon layer 75 in the portion shown by the broken line are removed by etching to form a base electrode 77 made of the polysilicon layer 75. Then, impurities of the second conductivity type are injected and diffused into the semiconductor substrate 71 from the exposed surface of the semiconductor substrate 71. Further, the second conductivity type impurities are diffused from the base electrode 77 into the semiconductor substrate 71. As a result, impurities of the second conductivity type are removed from the semiconductor substrate 71.
A base region 81 diffused therein is formed.

【0003】次に、図7(2)にすように、ベース電極
77の側壁に絶縁膜からなるサイドウォール78を形成
する。そして、半導体基板71の露出面からさらに第2
導電型の不純物を注入して拡散させる。その後、図7
(3)に示すように、サイドウォール78から露出する
半導体基板71に接続する状態で、ポリシリコンからな
るエミッタ電極79を形成する。そして、エミッタ電極
79から第1導電型の不純物を半導体基板71中に拡散
させエミッタ領域82を形成する。
Next, as shown in FIG. 7B, a side wall 78 made of an insulating film is formed on the side wall of the base electrode 77. Then, from the exposed surface of the semiconductor substrate 71, the second
Impurity of conductivity type is injected and diffused. After that, FIG.
As shown in (3), an emitter electrode 79 made of polysilicon is formed in a state of being connected to the semiconductor substrate 71 exposed from the sidewall 78. Then, the first conductivity type impurities are diffused from the emitter electrode 79 into the semiconductor substrate 71 to form the emitter region 82.

【0004】上記バイポーラトランジスタでは、ベース
電極77とエミッタ電極79との間の距離はサイドウォ
ール78の幅によって決まる。このため、エミッタ・ベ
ース間の容量は低い値に設定される。
In the bipolar transistor described above, the distance between the base electrode 77 and the emitter electrode 79 is determined by the width of the sidewall 78. Therefore, the capacitance between the emitter and the base is set to a low value.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のバイポ
ーラトランジスタの形成方法には、以下のような課題が
あった。すなわち、ベース電極及びエミッタ電極を形成
するポリシリコンと半導体基板を構成するシリコンとは
エッチング選択比がおよそ1である。このため、シリコ
ン基板上に積層させたポリシリコンをエッチングする際
には、エッチング速度の変化を検知してエッチングの終
点を検出することができない。そこで、上記ベース電極
を形成する際のポリシリコンのエッチングでは、エミッ
タ領域上のポリシリコンを完全に除去するために半導体
基板の上層部分をオーバーエッチングしている。このオ
ーバーエッチングで、半導体基板が40〜100nm程
度除去される。このため、上記オーバーエッチングの進
行状況によって、エミッタ領域の直下に形成するベース
領域とコレクタ領域との距離が変動する。これによっ
て、耐圧特性,電流増幅率等のバイポーラトランジスタ
のデバイス特性にばらつきが生じる。
However, the above-mentioned method for forming a bipolar transistor has the following problems. That is, the etching selection ratio between the polysilicon forming the base electrode and the emitter electrode and the silicon forming the semiconductor substrate is about 1. Therefore, when etching the polysilicon laminated on the silicon substrate, it is not possible to detect the end point of the etching by detecting the change in the etching rate. Therefore, in the etching of polysilicon when forming the base electrode, the upper layer portion of the semiconductor substrate is over-etched in order to completely remove the polysilicon on the emitter region. By this over-etching, the semiconductor substrate is removed by about 40 to 100 nm. Therefore, the distance between the base region and the collector region formed immediately below the emitter region varies depending on the progress of the above-described overetching. This causes variations in device characteristics of the bipolar transistor such as withstand voltage characteristics and current amplification factor.

【0006】さらに、上記バイポーラトランジスタの形
成方法では、ベース電極を形成する際のポリシリコンの
ドライエッチング及び、サイドウォールを形成する際の
絶縁膜のドライエッチングで、半導体基板表面に物理的
な損傷が入る。これによって、ベース,エミッタ領域中
での不純物の拡散速度が変化し、各領域の不純物分布が
変化する。また、ベース・エミッタ間にリーク電流が流
れる。このため、バイポーラトランジスタのデバイス特
性のばらつきがさらに大きくなる。
Further, in the above method of forming a bipolar transistor, the surface of the semiconductor substrate is physically damaged by dry etching of polysilicon when forming the base electrode and dry etching of the insulating film when forming the sidewall. enter. As a result, the diffusion rate of impurities in the base and emitter regions changes, and the impurity distribution in each region changes. In addition, a leak current flows between the base and the emitter. Therefore, the variation in device characteristics of the bipolar transistor is further increased.

【0007】そこで、本発明は、上記の課題を解決する
バイポーラトランジスタの形成方法を提供することを目
的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a method for forming a bipolar transistor that solves the above problems.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、第1導電型の不純物を拡散させてなるコレ
クタ領域が埋め込まれた半導体基板にバイポーラトラン
ジスタを形成する方法である。第1の工程では、先ず、
上記半導体基板の所定面上にエミッタ領域保護パターン
を形成し、その側壁に絶縁性材料からなるサイドウォー
ルを形成する。次いで、上記半導体基板の露出面から当
該サイドウォール下方に入り込むように第2導電型の不
純物を導入する。次の第2の工程では、上記半導体基板
上に第2導電型の不純物を含有するベース電極形成層を
成膜する。そして、当該ベース電極形成層から当該半導
体基板中に第2導電型の不純物を導入すると共に当該ベ
ース電極形成層をエッチングしてベース電極を形成す
る。その後第3の工程では、上記ベース電極を覆いかつ
上記エミッタ領域保護パターンの表面を露出させる状態
で絶縁層を形成する。次いで、上記エミッタ領域保護パ
ターンをエッチング除去して所定面を露出させ、ここか
ら半導体基板中に第2導電型の不純物を導入する。次い
で第4の工程では、上記半導体基板の所定面に接続する
状態で第1導電型の不純物を含有するエミッタ電極形成
層を成膜する。その後、当該エミッタ電極形成層から上
記半導体基板中に第1導電型の不純物を導入すると共に
当該エミッタ電極形成層をエッチングしてエミッタ電極
を形成する。
The present invention for achieving the above object is a method of forming a bipolar transistor in a semiconductor substrate in which a collector region formed by diffusing a first conductivity type impurity is buried. In the first step, first,
An emitter region protection pattern is formed on a predetermined surface of the semiconductor substrate, and sidewalls made of an insulating material are formed on the sidewalls of the pattern. Then, a second conductivity type impurity is introduced from the exposed surface of the semiconductor substrate so as to enter below the sidewall. In the next second step, a base electrode forming layer containing a second conductivity type impurity is formed on the semiconductor substrate. Then, a second conductivity type impurity is introduced into the semiconductor substrate from the base electrode forming layer and the base electrode forming layer is etched to form a base electrode. Then, in a third step, an insulating layer is formed so as to cover the base electrode and expose the surface of the emitter region protection pattern. Then, the emitter region protection pattern is removed by etching to expose a predetermined surface, and a second conductivity type impurity is introduced into the semiconductor substrate from there. Next, in a fourth step, an emitter electrode forming layer containing an impurity of the first conductivity type is formed in a state of being connected to the predetermined surface of the semiconductor substrate. Thereafter, an impurity of the first conductivity type is introduced into the semiconductor substrate from the emitter electrode forming layer and the emitter electrode forming layer is etched to form an emitter electrode.

【0009】上記第1の工程では、以下のようにして上
記エミッタ領域保護パターンの下層に下層薄膜を形成す
るようにしても良い。先ず、上記半導体基板上に絶縁性
の下層薄膜を形成する。そして、この上に上記エミッタ
領域保護パターンを形成し、上記サイドウォールを形成
する。その後、上記下層薄膜の露出部分をエッチング除
去する。
In the first step, a lower layer thin film may be formed below the emitter region protection pattern as follows. First, an insulating lower layer thin film is formed on the semiconductor substrate. Then, the emitter region protection pattern is formed on this, and the sidewall is formed. Then, the exposed portion of the lower layer thin film is removed by etching.

【0010】この場合、上記エミッタ領域保護パターン
をリンを含んだポリシリコンで形成し、上記サイドウォ
ールを当該エミッタ領域保護パターンの露出面に成長さ
せた酸化膜で形成しても良い。
In this case, the emitter region protection pattern may be formed of polysilicon containing phosphorus, and the sidewalls may be formed of an oxide film grown on the exposed surface of the emitter region protection pattern.

【0011】さらに、エミッタ領域保護パターンの下層
に下層薄膜を形成する場合には、先ず、上記半導体基板
上に下層薄膜を成膜し、上記エミッタ領域保護パターン
を形成する。そして、上記下層薄膜の露出部分をエッチ
ング除去する。その後、上記エミッタ領域保護パターン
と上記下層薄膜との側壁に上記サイドウォールを形成す
る。
Further, when forming a lower layer thin film under the emitter region protection pattern, first, a lower layer thin film is formed on the semiconductor substrate to form the emitter region protection pattern. Then, the exposed portion of the lower layer thin film is removed by etching. Then, the sidewalls are formed on the sidewalls of the emitter region protection pattern and the lower layer thin film.

【0012】上記のようにエミッタ領域保護パターンの
下層に下層薄膜を形成した場合には、上記第3の工程は
以下のように行う。先ず、上記と同様の絶縁層を形成
し、次いで上記エミッタ領域保護パターンをエッチング
除去する。その後、上記半導体基板の所定面から当該半
導体基板中に第2導電型の不純物を導入すると共に上記
下層薄膜の露出部分をエッチング除去して半導体基板の
所定面を露出させる。上記下層薄膜のエッチングはウエ
ットエッチングで行っても良い。
When the lower layer thin film is formed as the lower layer of the emitter region protection pattern as described above, the third step is performed as follows. First, an insulating layer similar to that described above is formed, and then the emitter region protection pattern is removed by etching. Then, a second conductivity type impurity is introduced into the semiconductor substrate from a predetermined surface of the semiconductor substrate, and the exposed portion of the lower layer thin film is removed by etching to expose the predetermined surface of the semiconductor substrate. The etching of the lower layer thin film may be wet etching.

【0013】また、上記バイポーラトランジスタの形成
方法では、上記第1の工程で第2導電型の不純物を半導
体基板中に導入した後、上記半導体基板の露出面の表層
をエッチングしても良い。
In the method for forming the bipolar transistor, the surface layer on the exposed surface of the semiconductor substrate may be etched after the second conductivity type impurity is introduced into the semiconductor substrate in the first step.

【0014】[0014]

【作用】上記バイポーラトランジスタの形成方法では、
半導体基板の所定面をエミッタ領域保護パターンで覆っ
た状態でベース電極形成層をエッチングすることから、
上記所定面がエッチング種から保護される。したがっ
て、シリコンとのエッチング選択比がほぼ1であるポリ
シリコンからなるベース電極をシリコン基板上に形成す
る場合には、上記半導体基板の所定面がオーバーエッチ
ングされない。そして、当該所定面と半導体基板中に埋
め込まれているコレクタ領域とは所定の間隔に保たれ
る。また、この所定面からは、第1導電型の不純物と第
2導電型の不純物とを導入することによってベース領域
とエミッタ領域とが形成される。したがって、上記コレ
クタ領域とベース及びエミッタ領域とは所定の間隔に保
たれる。
In the above method of forming the bipolar transistor,
Since the base electrode forming layer is etched with the predetermined surface of the semiconductor substrate covered with the emitter region protection pattern,
The predetermined surface is protected from etching species. Therefore, when the base electrode made of polysilicon having an etching selection ratio to silicon of about 1 is formed on the silicon substrate, the predetermined surface of the semiconductor substrate is not over-etched. Then, the predetermined surface and the collector region embedded in the semiconductor substrate are kept at a predetermined distance. Further, a base region and an emitter region are formed from this predetermined surface by introducing impurities of the first conductivity type and impurities of the second conductivity type. Therefore, the collector region and the base and emitter regions are kept at a predetermined distance.

【0015】また、上記エミッタ領域保護パターンを下
層薄膜を介して半導体基板上に形成するバイポーラトラ
ンジスタの形成方法では、上記所定面を露出させる際に
は下層薄膜を低エネルギーのエッチングで除去すれば良
い。このため、半導体基板の所定面にエッチングによる
物理的な損傷が入らない。したがって、当該所定面から
半導体基板中に導入される不純物の拡散速度が、当該半
導体基板の表面層付近で所定状態に保たれる。そして、
この所定面から導入される第1導電型の不純物と第2導
電型の不純物とによって形成されるベース領域とエミッ
タ領域では、不純物の拡散状態が安定化する。
Further, in the method for forming a bipolar transistor in which the emitter region protection pattern is formed on the semiconductor substrate via the lower layer thin film, the lower layer thin film may be removed by low energy etching when exposing the predetermined surface. . Therefore, the predetermined surface of the semiconductor substrate is not physically damaged by etching. Therefore, the diffusion rate of the impurities introduced into the semiconductor substrate from the predetermined surface is kept in a predetermined state near the surface layer of the semiconductor substrate. And
In the base region and the emitter region formed by the first conductivity type impurities and the second conductivity type impurities introduced from the predetermined surface, the diffusion state of the impurities is stabilized.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の第1実施例を図1に基づいて
説明する。尚、実施例では、npn接合のバイポーラト
ランジスタを形成する場合を例に取って実施例を説明す
る。図1(1)に示すように、バイポーラトランジスタ
のベース電極とエミッタ電極とを形成する半導体基板1
1は、第2導電型であるp型(以下第2導電型をp型と
する)シリコン基板111上に、比抵抗1Ωcmの第1
導電型であるn型(以下第1導電型をn型とする)シリ
コンのエピタキシャル層112を膜厚1μm程度に成長
させたものである。この半導体基板11上層の所定領域
には素子分離領域12が形成されている。この素子分離
領域12は、通常のLOCOS酸化法によって形成され
たものである。また、上記半導体基板11には、コレク
タ領域13が形成されている。このコレクタ領域13
は、N+ 埋め込み層131とコレクタ引き出し層132
とからなる。N+ 埋め込み層は、p型シリコン基板11
1に例えばn型不純物のアンチモンイオン(Sb+ )を
注入して拡散させた領域である。また、コレクタ引き出
し層132は、上記のエピタキシャル層112に例えば
n型不純物のリンイオンを注入して拡散させた領域であ
る。上記半導体基板11の表面には酸化膜14が形成さ
れ、さらに素子分離膜12の下面には例えばp型不純物
であるホウ素イオンを拡散せてなるチャネルストップ拡
散層15が形成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In the embodiment, the embodiment will be described by taking the case of forming an npn junction bipolar transistor as an example. As shown in FIG. 1A, a semiconductor substrate 1 on which a base electrode and an emitter electrode of a bipolar transistor are formed.
No. 1 is a p-type silicon substrate 111 having a second conductivity type (hereinafter, the second conductivity type is referred to as p-type) on a silicon substrate 111 and having a specific resistance of 1 Ωcm.
An epitaxial layer 112 of n-type silicon (hereinafter, referred to as the first conductivity type is n-type), which is a conductivity type, is grown to have a film thickness of about 1 μm. An element isolation region 12 is formed in a predetermined region on the upper layer of the semiconductor substrate 11. The element isolation region 12 is formed by a normal LOCOS oxidation method. A collector region 13 is formed on the semiconductor substrate 11. This collector region 13
Is an N + buried layer 131 and a collector extraction layer 132
Consists of. The N + buried layer is the p-type silicon substrate 11
1 is a region where, for example, n-type impurity antimony ions (Sb + ) are implanted and diffused. The collector extraction layer 132 is a region in which, for example, phosphorus ions of an n-type impurity are implanted and diffused in the epitaxial layer 112. An oxide film 14 is formed on the surface of the semiconductor substrate 11, and a channel stop diffusion layer 15 formed by diffusing, for example, boron ions that are p-type impurities is formed on the lower surface of the element isolation film 12.

【0017】上記のように形成された半導体基板11に
バイポーラトランジスタを形成する場合の第1の工程
は、以下のように行う。先ず、酸化膜14の上面にレジ
ストパターン(図示せず)を形成する。そして、このレ
ジストパターンをマスクにして、エミッタベース領域を
形成する部分の半導体基板11表面を露出させるように
酸化膜14をエッチングする。
The first step of forming a bipolar transistor on the semiconductor substrate 11 formed as described above is performed as follows. First, a resist pattern (not shown) is formed on the upper surface of the oxide film 14. Then, using this resist pattern as a mask, the oxide film 14 is etched so as to expose the surface of the semiconductor substrate 11 where the emitter base region is to be formed.

【0018】次に、半導体基板11のエミッタ電極を接
続しようとする所定面11a上にエミッタ領域保護パタ
ーン10を形成する。このエミッタ領域保護パターン1
0は、例えば以下のようにして形成する。先ず、CVD
法によって膜厚500nm程度の窒化シリコン膜を半導
体基板11上に成膜する。その後、この窒化シリコン膜
上に、CVD法によって膜厚100nm程度の酸化シリ
コン膜を成膜する。この酸化シリコン膜上にレジストパ
ターンを形成する。そして、このレジストパターンをマ
スクにして上記酸化シリコン膜と窒化シリコン膜とをエ
ッチングし、これによって上層酸化シリコン膜と下層窒
化シリコン膜との2層構造からなるエミッタ領域保護パ
ターン10が形成される。このエミッタ領域保護パター
ン10は、次の工程で形成されるベース電極及び半導体
基板11とのエッチング選択比を大きくとれる材質を用
いて形成することとする。
Next, the emitter region protection pattern 10 is formed on the predetermined surface 11a of the semiconductor substrate 11 to which the emitter electrode is to be connected. This emitter area protection pattern 1
0 is formed as follows, for example. First, CVD
A silicon nitride film having a film thickness of about 500 nm is formed on the semiconductor substrate 11 by the method. After that, a silicon oxide film with a thickness of about 100 nm is formed on this silicon nitride film by the CVD method. A resist pattern is formed on this silicon oxide film. Then, using the resist pattern as a mask, the silicon oxide film and the silicon nitride film are etched to form an emitter region protection pattern 10 having a two-layer structure of an upper silicon oxide film and a lower silicon nitride film. The emitter region protection pattern 10 is formed by using a material that can have a large etching selection ratio between the base electrode and the semiconductor substrate 11 which will be formed in the next step.

【0019】次に、エミッタ領域保護パターン10の側
壁に絶縁性材料からなるサイドウォール10aを形成す
る。ここでは、例えば、CVD方によって200nm程
度の膜厚で酸化膜を成膜する。そして、当該酸化膜がエ
ミッタ領域保護パターン10の側壁の残るように当該酸
化膜をエッチバックし、この酸化膜でサイドウォール1
0aを形成する。
Next, a sidewall 10a made of an insulating material is formed on the sidewall of the emitter region protection pattern 10. Here, for example, an oxide film is formed with a film thickness of about 200 nm by the CVD method. Then, the oxide film is etched back so that the oxide film remains on the sidewall of the emitter region protection pattern 10, and the sidewall 1 is formed by this oxide film.
0a is formed.

【0020】そして、半導体基板11の露出面から当該
半導体基板11中に、例えばp型不純物としてBF2 +
イオンを注入する。このイオン注入は、注入エネルギー
60keV,入射角45度で半導体基板11を回転させ
ながら行い、ドーズ量3E13/cm2 程度まで注入す
る。その後、注入したイオンを半導体基板11中に拡散
させて、上記サイドウォール10a下方の半導体基板1
1中に入り込むに繋ぎベース領域16を形成する。
Then, from the exposed surface of the semiconductor substrate 11, BF 2 + as p-type impurities is introduced into the semiconductor substrate 11.
Inject ions. This ion implantation is performed while rotating the semiconductor substrate 11 at an implantation energy of 60 keV and an incident angle of 45 degrees, and implants up to a dose amount of about 3E13 / cm 2 . After that, the implanted ions are diffused into the semiconductor substrate 11, and the semiconductor substrate 1 below the sidewall 10a is diffused.
A connection base region 16 is formed so as to enter the inside of 1.

【0021】上記第1の工程の後、図1(2)に示すバ
イポーラトランジスタの形成方法の第2の工程を行う。
第2の工程では先ず、エミッタ領域保護パターン10と
サイドウォール10aとを覆う状態で、半導体基板11
上にp型不純物を含有するベース電極形成層17を成膜
する。このベース電極形成層17は、例えば以下のよう
にして成膜する。先ず、半導体基板11上に300nm
の膜厚でポリシリコンを堆積させる。その後、当該ポリ
シリコン中に、第2導電型の不純物として例えばp型不
純物であるBF2 + を注入エネルギー50keVでドー
ズ量5E15/cm2 まで注入する。このようにしてp
型不純物を含有するベース電極形成層17を成膜する。
After the first step, the second step of the method for forming the bipolar transistor shown in FIG. 1B is performed.
In the second step, first, the semiconductor substrate 11 is covered with the emitter region protection pattern 10 and the sidewall 10a.
A base electrode forming layer 17 containing p-type impurities is formed thereon. The base electrode forming layer 17 is formed as follows, for example. First, 300 nm on the semiconductor substrate 11
Polysilicon is deposited to a film thickness of. After that, for example, BF 2 + which is a p-type impurity as a second conductivity type impurity is implanted into the polysilicon with an implantation energy of 50 keV up to a dose amount of 5E15 / cm 2 . In this way p
A base electrode forming layer 17 containing a type impurity is formed.

【0022】その後、850℃で上記ベース電極形成層
17の熱処理を行い、その内部に注入された不純物を活
性化させると共に当該不純物をベース電極形成層17か
ら半導体基板11中に拡散さ、グラフトベース領域18
を形成する。尚、上記ベース電極形成層17は、p型不
純物であるB+ をドープした下層ポリシリコンと上層シ
リサイドとのポリサイド構造や、アモルファスシリコン
で形成しても良い。
Thereafter, the base electrode forming layer 17 is heat-treated at 850 ° C. to activate the impurities implanted therein and diffuse the impurities from the base electrode forming layer 17 into the semiconductor substrate 11 to obtain a graft base. Area 18
To form. The base electrode forming layer 17 may be formed of amorphous silicon or a polycide structure of lower layer polysilicon doped with p + -type impurity B + and upper layer silicide.

【0023】次に、ベース電極形成層17をエッチング
してベース電極19を形成する。ここでは、先ず、ベー
ス電極形成層17の上面にレジスト(図示せず)を塗布
する。そして、エミッタ領域保護パターン10表面の酸
化シリコン膜が露出するまでこのレジストとベース電極
形成層17とをエッチバックして表面を平坦化する。そ
の後、上記の平坦化した表面上にレジストパターン(図
示せず)を形成する。続いて、このレジストパターンを
マスクにしてベース電極形成層17をエッチングし、ベ
ース電極19を形成する。
Next, the base electrode forming layer 17 is etched to form a base electrode 19. Here, first, a resist (not shown) is applied to the upper surface of the base electrode forming layer 17. Then, the resist and the base electrode forming layer 17 are etched back until the silicon oxide film on the surface of the emitter region protection pattern 10 is exposed to flatten the surface. Then, a resist pattern (not shown) is formed on the flattened surface. Then, the base electrode forming layer 17 is etched using the resist pattern as a mask to form a base electrode 19.

【0024】上記第2の工程の後、図1(3)に示すバ
イポーラトランジスタの形成方法の第3の工程を行う。
第3の工程では先ず、ベース電極19を覆いかつエミッ
タ領域保護パターン10の表面を露出させる状態で絶縁
層20を形成する。絶縁層20の形成は、以下の様に行
う。先ず、ベース電極19が形成された半導体基板11
の上面全体に、例えば酸化膜のような絶縁性材料をCV
D法によって400nmの膜厚で堆積させる。その後、
ここでは図示しないレジストを全面に塗布する。そし
て、エミッタ領域保護パターン10表面の酸化シリコン
膜が露出するまで上記レジスト表面から当該レジストと
絶縁性材料とをエッチバックして表面を平坦化する。こ
のようにして、絶縁性材料からなる絶縁層20を形成す
る。尚、上記絶縁層20は、SOG(Spin On Glass )
にて酸化膜を形成し、このSOG膜をエッチバックまた
はCMP(Chemical Mechanical Polishing )によって
表面を平坦化して形成しても良い。
After the second step, the third step of the method for forming the bipolar transistor shown in FIG. 1C is performed.
In the third step, first, the insulating layer 20 is formed so as to cover the base electrode 19 and expose the surface of the emitter region protection pattern 10. The insulating layer 20 is formed as follows. First, the semiconductor substrate 11 on which the base electrode 19 is formed
An insulating material such as an oxide film is CVed over the entire upper surface of the
A 400 nm-thickness is deposited by the D method. afterwards,
Here, a resist (not shown) is applied to the entire surface. Then, the resist and the insulating material are etched back from the resist surface until the silicon oxide film on the surface of the emitter region protection pattern 10 is exposed to flatten the surface. In this way, the insulating layer 20 made of an insulating material is formed. The insulating layer 20 is formed of SOG (Spin On Glass).
Alternatively, an oxide film may be formed by etching, and the surface of the SOG film may be flattened by etching back or CMP (Chemical Mechanical Polishing).

【0025】次に、上記エミッタ領域保護パターン10
を選択的にエッチング除去する。そして、半導体基板1
1の所定面11aを露出させる。ここでは、先ずエミッ
タ領域保護パターン10の上層酸化シリコン膜をドライ
エッチングにて除去する。その後、エッチングガス種を
変えてエミッタ領域保護パターン10の下層窒化シリコ
ン膜を選択的に除去する。
Next, the emitter region protection pattern 10 is formed.
Are selectively removed by etching. Then, the semiconductor substrate 1
The predetermined surface 11a of No. 1 is exposed. Here, first, the upper silicon oxide film of the emitter region protection pattern 10 is removed by dry etching. After that, the etching gas species are changed to selectively remove the lower silicon nitride film of the emitter region protection pattern 10.

【0026】次いで、上記で露出させた所定面11aか
ら半導体基板11中に、例えばp型不純物であるBF2
+ を注入エネルギー40keV,入射角度15度でドー
ズ量3E13/cm2 まで注入する。このようにして真
正ベース領域21を形成する。このイオン注入では、注
入する不純物が半導体基板の深い位置にまで突き抜ける
ことを防止するため、半導体基板11の結晶方位に合わ
せて入射角度を調節する。
Then, for example, BF 2 which is a p-type impurity is introduced into the semiconductor substrate 11 from the predetermined surface 11a exposed above.
+ Is implanted at an implantation energy of 40 keV and an incident angle of 15 degrees up to a dose amount of 3E13 / cm 2 . In this way, the authentic base region 21 is formed. In this ion implantation, the incident angle is adjusted according to the crystal orientation of the semiconductor substrate 11 in order to prevent the implanted impurities from penetrating deep into the semiconductor substrate.

【0027】上記第3の工程の後、図1(4)に示すバ
イポーラトランジスタの形成方法の第4の工程を行う。
第4の工程では、先ず、半導体基板11の所定面11a
に接続する状態でn型の不純物を含有するエミッタ電極
形成層22を成膜する。ここでは、絶縁層20と半導体
基板11との露出面上にCVD法によってポリシリコン
を620℃で150nm堆積させる。そして、上記ポリ
シリコンの全面に、例えばn型不純物としてヒ素イオン
を45keVでドーズ量1.5E16/cm2 まで注入
する。そして、ポリシリコンにn型不純物を拡散させて
なるエミッタ電極形成層22を形成する。尚、エミッタ
電極形成層22は、上記ポリシリコンの他にn型不純物
を含んだ下層ポリシリコンと上層シリサイドとのポリサ
イド構造や、アモルファスシリコンで形成されるもので
も良い。
After the third step, the fourth step of the bipolar transistor forming method shown in FIG. 1D is performed.
In the fourth step, first, the predetermined surface 11a of the semiconductor substrate 11 is
An emitter electrode forming layer 22 containing an n-type impurity is formed in a state of being connected to. Here, polysilicon is deposited on the exposed surfaces of the insulating layer 20 and the semiconductor substrate 11 by CVD at a temperature of 620 ° C. and a thickness of 150 nm. Then, arsenic ions, for example, as n-type impurities are implanted into the entire surface of the polysilicon at 45 keV up to a dose amount of 1.5E16 / cm 2 . Then, an emitter electrode formation layer 22 is formed by diffusing n-type impurities in polysilicon. The emitter electrode forming layer 22 may be formed of amorphous silicon, or a polycide structure of lower layer polysilicon containing n-type impurities and upper layer silicide in addition to the above polysilicon.

【0028】その後、上記エミッタ電極形成層22をエ
ッチングしてエミッタ電極22を形成する。ここでは、
エミッタ電極形成層22上にレジストパターン(図示せ
ず)を形成する。そして、このレジストパターンをマス
クにしてエミッタ電極形成層22をエッチングしてエミ
ッタ電極23を形成する。
After that, the emitter electrode forming layer 22 is etched to form the emitter electrode 22. here,
A resist pattern (not shown) is formed on the emitter electrode formation layer 22. Then, the emitter electrode forming layer 22 is etched using the resist pattern as a mask to form the emitter electrode 23.

【0029】次いで、エミッタ電極23と絶縁層20と
の上面にBPSG(Boro-Phospho-Silicate-Glass )膜
(図示せず)を成膜し、900℃でリフローする。この
ようにして、エミッタ電極23中の不純物を半導体基板
11中に拡散させる。そして、半導体基板11にn型不
純物を拡散させてなるエミッタ領域24を形成する。こ
のようにして、バイポーラトランジスタ1が形成され
る。
Next, a BPSG (Boro-Phospho-Silicate-Glass) film (not shown) is formed on the upper surfaces of the emitter electrode 23 and the insulating layer 20 and reflowed at 900.degree. In this way, the impurities in the emitter electrode 23 are diffused into the semiconductor substrate 11. Then, the emitter region 24 formed by diffusing the n-type impurities is formed in the semiconductor substrate 11. In this way, the bipolar transistor 1 is formed.

【0030】上記方法によって形成されたバイポーラト
ランジスタ1は、図2に示すように、上記BPSG膜2
5にコンタクトホール26が形成される。そして、コン
タクトホール26の底面に接続するように配線27が形
成される。次いで、配線27及びBPSG膜25上にパ
ッシベーション膜28が形成される。
The bipolar transistor 1 formed by the above method has the BPSG film 2 as shown in FIG.
A contact hole 26 is formed at 5. Then, the wiring 27 is formed so as to be connected to the bottom surface of the contact hole 26. Then, a passivation film 28 is formed on the wiring 27 and the BPSG film 25.

【0031】上記バイポーラトランジスタの形成方法で
は、図1に示したように、ベース電極19を形成する際
に半導体基板11の所定面11aをエミッタ領域保護パ
ターンで覆った状態でベース電極形成層17をエッチン
グする。このため、半導体基板11の所定面11aはエ
ッチング種から保護される。そして、シリコンとのエッ
チング選択比がほぼ1であるポリシリコンからなるベー
ス電極22をシリコン基板上に形成する場合には、半導
体基板11の所定面11aがオーバーエッチングされな
い。したがって、当該所定面11aと半導体基板11中
に埋め込まれているコレクタ領域13とは所定の間隔に
保たれる。この所定面11aからは、第1導電型の不純
物と第2導電型の不純物とが導入されることによって真
正ベース領域21とエミッタ領域23とが形成される。
したがって、上記コレクタ領域13と真正ベース領域2
1及びエミッタ領域23とは所定の間隔に保たれる。
In the method for forming the bipolar transistor, as shown in FIG. 1, when the base electrode 19 is formed, the base electrode forming layer 17 is formed with the predetermined surface 11a of the semiconductor substrate 11 covered with the emitter region protection pattern. Etching. Therefore, the predetermined surface 11a of the semiconductor substrate 11 is protected from the etching species. When the base electrode 22 made of polysilicon having an etching selection ratio to silicon of about 1 is formed on the silicon substrate, the predetermined surface 11a of the semiconductor substrate 11 is not overetched. Therefore, the predetermined surface 11a and the collector region 13 embedded in the semiconductor substrate 11 are kept at a predetermined distance. An authentic base region 21 and an emitter region 23 are formed by introducing impurities of the first conductivity type and impurities of the second conductivity type from the predetermined surface 11a.
Therefore, the collector region 13 and the genuine base region 2
1 and the emitter region 23 are kept at a predetermined distance.

【0032】次に、第2実施例を図3に基づいて説明す
る。図3(1)に示すように、第2の実施例でバイポー
ラトランジスタのベース電極とエミッタ電極とを形成す
る半導体基板11は、上記第1の実施例と同様に内部に
コレクタ領域13が埋め込まれているものである。上記
半導体基板11にバイポーラトランジスタを形成する場
合の第1の工程では、以下のように行う。先ず、エミッ
タベース領域を形成する部分の半導体基板11表面を露
出させるように酸化膜14をエッチングする。次に、半
導体基板11上に膜厚10nm程度の絶縁性材料からな
る下層薄膜31形成する。この下層薄膜31は、例えば
熱酸化によって半導体基板11の露出面を酸化させ形成
した熱酸化膜で形成する。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3A, in the semiconductor substrate 11 forming the base electrode and the emitter electrode of the bipolar transistor in the second embodiment, the collector region 13 is embedded inside similarly to the first embodiment. It is what The first step of forming a bipolar transistor on the semiconductor substrate 11 is performed as follows. First, the oxide film 14 is etched so as to expose the surface of the semiconductor substrate 11 where the emitter base region is to be formed. Next, the lower layer thin film 31 made of an insulating material and having a film thickness of about 10 nm is formed on the semiconductor substrate 11. The lower thin film 31 is formed of a thermal oxide film formed by oxidizing the exposed surface of the semiconductor substrate 11 by thermal oxidation, for example.

【0033】そして、半導体基板11のエミッタ電極を
接合しようとする所定面11aの上方に当たる下層薄膜
31上に、上記第1実施例と同様のエミッタ領域保護パ
ターン30を形成する。次いで、エミッタ領域保護パタ
ーン30の側壁に、上記第1実施例と同様にして絶縁性
材料からなるサイドウォール30aを形成する。その
後、下層薄膜31の露出部分をエッチング除去する。次
に、上記第1実施例と同様にして半導体基板11中にp
型の不純物を導入して繋ぎベース領域32を形成する。
Then, an emitter region protection pattern 30 similar to that of the first embodiment is formed on the lower layer thin film 31 which is above the predetermined surface 11a to which the emitter electrode of the semiconductor substrate 11 is to be joined. Then, sidewalls 30a made of an insulating material are formed on the sidewalls of the emitter region protection pattern 30 in the same manner as in the first embodiment. After that, the exposed portion of the lower layer thin film 31 is removed by etching. Then, in the same manner as in the first embodiment described above, p
A type impurity is introduced to form a connecting base region 32.

【0034】上記第1の工程の後、図3(2)に示すバ
イポーラトランジスタの形成方法の第2の工程を行う。
第2の工程では、上記第1実施例と同様にして、ベース
電極形成層33aを成膜してベース電極33を形成し、
さらにグラフトベース領域34を形成する。
After the above first step, the second step of the method for forming a bipolar transistor shown in FIG. 3B is performed.
In the second step, the base electrode forming layer 33a is formed to form the base electrode 33 in the same manner as in the first embodiment.
Further, the graft base region 34 is formed.

【0035】上記第2の工程の後、図3(3)に示すバ
イポーラトランジスタの形成方法の第3の工程を行う。
第3の工程では、先ず第1実施例と同様にしてベース電
極33を覆いエミッタ領域保護パターン30の表面を露
出させる状態で絶縁層35を成膜する。次いで、エミッ
タ領域保護パターン30をエッチング除去する。
After the second step, the third step of the method for forming a bipolar transistor shown in FIG. 3C is performed.
In the third step, first, similarly to the first embodiment, the insulating layer 35 is formed while covering the base electrode 33 and exposing the surface of the emitter region protection pattern 30. Then, the emitter region protection pattern 30 is removed by etching.

【0036】その後、下層薄膜31上から半導体基板1
1中に、p型不純物であるBF2 +を注入エネルギー4
0keV,入射角度15度でドーズ量3E13/cm2
まで注入し、その後当該不純物を半導体基板11中に拡
散させる。このようにして真正ベース領域36を形成す
る。
Then, the semiconductor substrate 1 is formed on the lower thin film 31.
BF 2 + , which is a p-type impurity, is injected into
Dose amount 3E13 / cm 2 at 0 keV and 15 degree incident angle
And then the impurity is diffused into the semiconductor substrate 11. In this way, the authentic base region 36 is formed.

【0037】次に、下層薄膜31の破線部で示した露出
部分をウェットエッチングにて除去し、半導体基板11
の所定面11aを露出させる。この下層薄膜31のウェ
ットエッチングでは、下層薄膜31と同様の酸化シリコ
ン膜からなるサイドウォール30aの露出面もエッチン
グされる。しかし、下層薄膜31の膜厚は10〜15n
mであるため、サイドウォール30aが全てエッチング
されることは無い。
Next, the exposed portion of the lower thin film 31 shown by the broken line is removed by wet etching, and the semiconductor substrate 11 is removed.
The predetermined surface 11a of is exposed. In the wet etching of the lower layer thin film 31, the exposed surface of the sidewall 30a made of the same silicon oxide film as the lower layer thin film 31 is also etched. However, the thickness of the lower thin film 31 is 10 to 15 n.
Since the thickness is m, the sidewall 30a is not entirely etched.

【0038】上記第3の工程の後、図3(4)に示すバ
イポーラトランジスタの形成方法の第4の工程を行う。
この第4の工程では、上記第1実施例と同様にして、エ
ミッタ電極形成層37aを成膜してエミッタ電極37を
形成し、さらにエミッタ領域38を形成する。そして、
npn接合のバイポーラトランジスタ3を形成する。
After the third step, the fourth step of the method for forming the bipolar transistor shown in FIG. 3D is performed.
In the fourth step, similarly to the first embodiment, the emitter electrode forming layer 37a is formed to form the emitter electrode 37, and further the emitter region 38 is formed. And
An npn-junction bipolar transistor 3 is formed.

【0039】上記第2実施例のバイポーラトランジスタ
の形成方法では、上記第1実施例と同様に半導体基板1
1の所定面11aをエミッタ領域保護パターン30で覆
った状態でベース電極33を形成する。このため、上記
第1実施例と同様にコレクタ領域13と真正ベース16
及びエミッタ領域38とは所定の間隔に保たれる。さら
に、エミッタ領域保護パターン30は、下層薄膜31を
介して半導体基板11上に形成されているため、上記所
定面11aを露出させる際には下層薄膜31を低エネル
ギーでエッチングすれば良い。このため、半導体基板1
1の所定面11aにエッチングによる物理損傷が入るこ
とが防止できる。したがって、当該所定面11aから半
導体基板11中に導入される不純物の当該半導体基板1
1の表面層付近での拡散速度が所定状態に保たれる。
In the method of forming the bipolar transistor of the second embodiment, the semiconductor substrate 1 is formed as in the first embodiment.
The base electrode 33 is formed with the predetermined surface 11a of No. 1 covered with the emitter region protection pattern 30. Therefore, the collector region 13 and the authentic base 16 are the same as in the first embodiment.
And the emitter region 38 are kept at a predetermined distance. Further, since the emitter region protection pattern 30 is formed on the semiconductor substrate 11 via the lower layer thin film 31, the lower layer thin film 31 may be etched with low energy when exposing the predetermined surface 11a. Therefore, the semiconductor substrate 1
It is possible to prevent physical damage due to etching from entering the predetermined surface 11a of No. 1. Therefore, the semiconductor substrate 1 of the impurities introduced into the semiconductor substrate 11 from the predetermined surface 11a.
The diffusion rate near the surface layer of No. 1 is maintained in a predetermined state.

【0040】次に、第3実施例を図4に基づいて説明す
る。図4(1)に示すように、第3実施例でバイポーラ
トランジスタのベース電極とエミッタ電極とを形成する
半導体基板11は、上記第1及び第2の実施例と同様に
構成されているものである。上記半導体基板11にバイ
ポーラトランジスタを形成する場合の第1の工程は、以
下のように行う。先ず、エミッタベース領域を形成する
部分の半導体基板11表面を露出させるように酸化膜1
4をエッチングする。次に、上記第2実施例と同様に半
導体基板11上に絶縁性材料からなる下層薄膜41を形
成する。
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4 (1), the semiconductor substrate 11 forming the base electrode and the emitter electrode of the bipolar transistor in the third embodiment has the same structure as in the first and second embodiments. is there. The first step of forming a bipolar transistor on the semiconductor substrate 11 is performed as follows. First, the oxide film 1 is exposed to expose the surface of the semiconductor substrate 11 where the emitter base region is formed.
Etch 4. Next, as in the second embodiment, the lower thin film 41 made of an insulating material is formed on the semiconductor substrate 11.

【0041】その後、半導体基板11のエミッタ電極を
接合しようとする所定面11aの上方に当たる下層薄膜
41上に、リンを含んだポリシリコンからなるエミッタ
領域保護パターン40を形成する。このエミッタ領域保
護パターン40は、以下のようにして形成する。先ず、
リンを含むガスを添加した反応ガスを用いたCVD法に
よって、リンを8E20/cm3 以上ドープしたポリシ
リコンを650nm堆積させる。次に、堆積させたポリ
シリコン上に、リソグラフィーによってレジストパター
ンを形成する。レジストパターンをマスクにして、所定
面11aの上方にポリシリコンを残すように当該ポリシ
リコンを異方性エッチングする。このようにしてリンを
含んだポリシリコンからなるエミッタ領域保護パターン
42を形成する。尚、上記リンをドープしたポリシリコ
ンの成膜は、先ずポリシリコンを堆積させ、その後当該
ポリシリコンにリンをドープする方法でも良い。
Thereafter, an emitter region protection pattern 40 made of polysilicon containing phosphorus is formed on the lower layer thin film 41 which is above the predetermined surface 11a to which the emitter electrode of the semiconductor substrate 11 is to be joined. The emitter region protection pattern 40 is formed as follows. First,
By a CVD method using a reaction gas added with a gas containing phosphorus, 650 nm of polysilicon doped with phosphorus at 8E20 / cm 3 or more is deposited. Next, a resist pattern is formed on the deposited polysilicon by lithography. Using the resist pattern as a mask, the polysilicon is anisotropically etched so that the polysilicon remains above the predetermined surface 11a. Thus, the emitter region protection pattern 42 made of polysilicon containing phosphorus is formed. The film of polysilicon doped with phosphorus may be formed by first depositing polysilicon and then doping the polysilicon with phosphorus.

【0042】次いで、エミッタ領域保護パターン40の
側壁に絶縁性材料からなるサイドウォール40aを形成
する。ここでは、先ず、750℃の水蒸気酸化によっ
て、ポリシリコンからなるエミッタ領域保護パターン4
0の露出面に150nm程度の酸化膜を成長させる。そ
して、エミッタ領域保護パターン40の側壁に成長した
酸化膜をサイドウォール40aとする。次に、下層薄膜
41の露出部分を低エネルギーでエッチング除去する。
この際、上記の水蒸気酸化でのシリコン基板の酸化速度
はリンを含んだポリシリコンの酸化速度の1/6程度で
ある。このため、酸化シリコン膜からなる下層薄膜41
を形成した部分の半導体基板の酸化膜厚は、下層薄膜4
1を含めて25nm程度の膜厚に抑えられる。したがっ
て、この下層薄膜41のエッチング除去では、素子分離
膜12の膜減りは小さく抑えられる。
Next, a sidewall 40a made of an insulating material is formed on the sidewall of the emitter region protection pattern 40. Here, first, the emitter region protection pattern 4 made of polysilicon is formed by steam oxidation at 750 ° C.
An oxide film of about 150 nm is grown on the exposed surface of 0. The oxide film grown on the side wall of the emitter region protection pattern 40 is used as the side wall 40a. Next, the exposed portion of the lower thin film 41 is removed by etching with low energy.
At this time, the oxidation rate of the silicon substrate in the steam oxidation is about 1/6 of the oxidation rate of polysilicon containing phosphorus. Therefore, the lower thin film 41 made of a silicon oxide film
The oxide film thickness of the semiconductor substrate at the portion where the
The film thickness including 1 can be suppressed to about 25 nm. Therefore, by removing the lower thin film 41 by etching, the film loss of the element isolation film 12 can be suppressed small.

【0043】次に、上記第1及び第2実施例と同様にし
て、繋ぎベース領域42を形成する。
Next, as in the first and second embodiments, the connecting base region 42 is formed.

【0044】上記第1の工程の後、図4(2)〜図4
(4)に示すバイポーラトランジスタの形成方法の第2
〜第4の工程を、上記第2の実施例と同様に行う。この
ようにしてnpn接合のバイポーラトランジスタ4を形
成する。
After the above-mentioned first step, FIGS.
Second method of forming bipolar transistor shown in (4)
~ The 4th process is performed like the said 2nd Example. In this way, the npn junction bipolar transistor 4 is formed.

【0045】上記第3実施例によるバイポーラトランジ
スタの形成方法では、エミッタ保護パターン40のサイ
ドウォール40aを形成する際には絶縁膜性材料をエッ
チングする必要がない。このため、上記第2実施例との
比較において、サイドウォール43を形成する際に、半
導体基板31表面に物理損傷が入りにくい。このように
して、繋ぎベース領域42及びグラフトベース領域44
を形成するために半導体基板11中に注入した不純物の
拡散速度が安定化する。したがって、繋ぎベース領域4
2及びグラフトベース領域44の不純物の分布状態が安
定化する。
In the method of forming the bipolar transistor according to the third embodiment, it is not necessary to etch the insulating film material when forming the sidewall 40a of the emitter protection pattern 40. Therefore, in comparison with the second embodiment, physical damage is less likely to occur on the surface of the semiconductor substrate 31 when the sidewall 43 is formed. In this way, the connecting base region 42 and the graft base region 44
The diffusion rate of the impurities injected into the semiconductor substrate 11 for forming the is stabilized. Therefore, the connecting base region 4
2 and the distribution state of impurities in the graft base region 44 are stabilized.

【0046】次に、第4実施例を図5に基づいて説明す
る。図5(1)に示すように、第4の実施例でバイポー
ラトランジスタのベース電極とエミッタ電極とを形成す
る半導体基板11は、上記第1〜第3実施例と同様にコ
レクタ領域13が埋め込まれているものである。上記半
導体基板11にバイポーラトランジスタを形成する場合
の第1の工程は、以下のように行う。先ず、上記第1〜
第3実施例と同様にエミッタベース領域を形成する部分
の半導体基板11表面を露出させるように、酸化膜14
をエッチングする。次に、半導体基板11上に下層薄膜
51を形成する。この下層薄膜51は、例えば窒化シリ
コン膜のようにシリコンからなる半導体基板11とのエ
ッチング選択比が大きい材質を用いて形成する。
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5A, in the semiconductor substrate 11 forming the base electrode and the emitter electrode of the bipolar transistor in the fourth embodiment, the collector region 13 is buried as in the first to third embodiments. It is what The first step of forming a bipolar transistor on the semiconductor substrate 11 is performed as follows. First, the first to the above
Similar to the third embodiment, the oxide film 14 is formed so as to expose the surface of the semiconductor substrate 11 where the emitter base region is formed.
To etch. Next, the lower thin film 51 is formed on the semiconductor substrate 11. The lower thin film 51 is formed of a material such as a silicon nitride film having a large etching selection ratio with the semiconductor substrate 11 made of silicon.

【0047】次に、半導体基板11のエミッタ電極を接
合しようとする所定面11aの上方に当たる下層薄膜5
1上に、上記第2及び第3実施例と同様にしてエミッタ
領域保護パターン50を形成する。
Next, the lower thin film 5 which is above the predetermined surface 11a to which the emitter electrode of the semiconductor substrate 11 is to be joined.
An emitter region protection pattern 50 is formed on the substrate 1 in the same manner as in the second and third embodiments.

【0048】その後、下層薄膜51の露出部分をエッチ
ング除去する。そして、下層薄膜51とエミッタ領域保
護パターン50の側壁に、絶縁性材料からなるサイドウ
ォール50aを形成する。サイドウォール50aの形成
方法は、上記第1及び第2実施例と同様に行う。
After that, the exposed portion of the lower thin film 51 is removed by etching. Then, sidewalls 50a made of an insulating material are formed on the sidewalls of the lower thin film 51 and the emitter region protection pattern 50. The sidewall 50a is formed by the same method as in the first and second embodiments.

【0049】さらに、上記第1〜第3実施例と同様にし
て、繋ぎベース領域52を形成する。
Further, the connecting base region 52 is formed in the same manner as in the first to third embodiments.

【0050】その後、図5(2)〜図5(4)に示す第
2〜第3の工程は、上記第2,第3実施例と同様に行
う。
Thereafter, the second to third steps shown in FIGS. 5 (2) to 5 (4) are performed in the same manner as in the second and third embodiments.

【0051】上記バイポーラトランジスタの形成方法で
は、下層薄膜51がサイドウォール50a下に残らな
い。このため、下層薄膜51の材質が酸化シリコン膜の
ような絶縁性材料に限られない。そこで、サイドウォー
ル50a及びシリコンからなる半導体基板11とのエッ
チング選択比が大きな材質で下層薄膜51を形成するこ
とによって、図5(3)で示す下層薄膜51を除去する
工程でサイドウォール50のエッチングを防止すること
ができる。したがって、上記サイドウォール50aで絶
縁されるベース電極53とエミッタ電極57との絶縁状
態がより確実になる。
In the above bipolar transistor forming method, the lower layer thin film 51 does not remain under the sidewall 50a. Therefore, the material of the lower layer thin film 51 is not limited to an insulating material such as a silicon oxide film. Therefore, by forming the lower layer thin film 51 with a material having a large etching selection ratio with respect to the sidewall 50a and the semiconductor substrate 11 made of silicon, the sidewall 50 is etched in the step of removing the lower layer thin film 51 shown in FIG. 5C. Can be prevented. Therefore, the insulating state between the base electrode 53 and the emitter electrode 57, which are insulated by the sidewall 50a, becomes more reliable.

【0052】次いで、第5実施例を図6に基づいて説明
する。図6(1)に示すように、第5の実施例でバイポ
ーラトランジスタのベース電極とエミッタ電極とを形成
する半導体基板11は、上記第1〜第4実施例と同様に
構成されているものである。上記半導体基板11にバイ
ポーラトランジスタを形成する場合の第1の工程は、以
下のように行う。先ず、上記第1〜第4実施例と同様に
エミッタベース領域を形成する部分の半導体基板11表
面を露出させるように、酸化膜14をエッチングする。
Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 6A, the semiconductor substrate 11 forming the base electrode and the emitter electrode of the bipolar transistor in the fifth embodiment has the same structure as in the first to fourth embodiments. is there. The first step of forming a bipolar transistor on the semiconductor substrate 11 is performed as follows. First, the oxide film 14 is etched so that the surface of the semiconductor substrate 11 where the emitter base region is formed is exposed as in the first to fourth embodiments.

【0053】次に、半導体基板11のエミッタ電極を接
合しようとする所定面11a上に、上記第1〜第4実施
例のうちの一つの方法でエミッタ領域保護パターン60
とサイドウォール60aとを形成する。そして、上記第
1〜第4実施例と同様にして、繋ぎベース領域62を形
成する。その後、半導体基板11の露出面の表層を30
0nm程度異方性エッチングする。
Next, the emitter region protection pattern 60 is formed on the predetermined surface 11a of the semiconductor substrate 11 on which the emitter electrode is to be joined by one of the methods of the first to fourth embodiments.
And a sidewall 60a are formed. Then, the connecting base region 62 is formed in the same manner as in the first to fourth embodiments. Then, the surface layer of the exposed surface of the semiconductor substrate 11 is reduced to 30
Anisotropically etch about 0 nm.

【0054】上記第1の工程の後、図6(2)〜図6
(4)に示す第2〜第3の工程は、エミッタ領域保護パ
ターン60の構造によって上記第1〜第4実施例のうち
から一つの方法を選択し、これに従ってバイポーラトラ
ンジスタ6を形成する。
After the above-mentioned first step, FIGS.
In the second to third steps shown in (4), one of the first to fourth embodiments is selected depending on the structure of the emitter region protection pattern 60, and the bipolar transistor 6 is formed accordingly.

【0055】この方法では、半導体基板11のベース電
極が接合する表面を上記所定面11aよりも掘り下げて
いる。このため、図6(2)に示した第2の工程で形成
されるグラフトベース領域64は、上記所定面11aの
下方にまで入り込んだ状態で形成される。そして、図6
(3)に示した第3の工程で形成される真正ベース領域
66とグラフトベース領域64との接合状態がより安定
化する。
In this method, the surface of the semiconductor substrate 11 to which the base electrode is joined is dug below the predetermined surface 11a. Therefore, the graft base region 64 formed in the second step shown in FIG. 6B is formed so as to extend below the predetermined surface 11a. And FIG.
The bonding state between the genuine base region 66 and the graft base region 64 formed in the third step shown in (3) is further stabilized.

【0056】以上、第1〜第5実施例では、第1導電型
をn型とし、第2導電型をp型として説明した。しか
し、上記各実施例は、第1導電型をp型とし、第2導電
型をn型とすることも可能である。
As described above, in the first to fifth embodiments, the first conductivity type is n-type and the second conductivity type is p-type. However, in each of the above embodiments, the first conductivity type may be p-type and the second conductivity type may be n-type.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上、説明したように本発明では、エミ
ッタ電極を接合しようとする半導体基板の所定面をエミ
ッタ領域保護パターンで覆った状態でベース電極を形成
するので、当該所定面の半導体基板をオーバーエッチン
グすることなくベース電極を形成することが可能にな
る。このため、この所定面下の半導体基板中に形成され
る真正ベース領域とコレクタ領域とが所定の間隔に保た
れたバイポーラトランジストを形成することができる。
また、下層薄膜を介してエミッタ領域保護パターンを形
成する方法では、半導体基板を露出させる際に高エネル
ギーエッチングを行う必要がないため上記所定面にエッ
チングによる物理的な損傷が入ることを防止できる。し
たがって、上記所定面から半導体基板中に拡散させるベ
ース不純物及びエミッタ不純物の拡散速度がばらつくこ
とを防止でき、エミッタ領域と真正ベース領域との不純
物分布を安定化させることが可能になる。以上から、本
発明ではバイポーラトランジスタのデバイス特性を安定
化することが可能になる。
As described above, according to the present invention, the base electrode is formed in a state in which the predetermined surface of the semiconductor substrate to which the emitter electrode is to be joined is covered with the emitter region protection pattern. It is possible to form the base electrode without overetching. Therefore, it is possible to form a bipolar transistor in which the genuine base region and the collector region formed in the semiconductor substrate below the predetermined surface are kept at a predetermined distance.
Further, in the method of forming the emitter region protection pattern via the lower layer thin film, since it is not necessary to perform high energy etching when exposing the semiconductor substrate, it is possible to prevent the predetermined surface from being physically damaged by etching. Therefore, it is possible to prevent the diffusion rates of the base impurities and the emitter impurities diffused from the predetermined surface into the semiconductor substrate from varying, and it is possible to stabilize the impurity distribution in the emitter region and the genuine base region. From the above, according to the present invention, the device characteristics of the bipolar transistor can be stabilized.

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

【図1】第1実施例の工程図である。FIG. 1 is a process drawing of a first embodiment.

【図2】実施例のバイポーラトランジスタを用いた半導
体装置の断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a semiconductor device using a bipolar transistor of an example.

【図3】第2実施例の工程図である。FIG. 3 is a process drawing of the second embodiment.

【図4】第3実施例の工程図である。FIG. 4 is a process drawing of the third embodiment.

【図5】第4実施例の工程図である。FIG. 5 is a process drawing of the fourth embodiment.

【図6】第5実施例の工程図である。FIG. 6 is a process drawing of the fifth embodiment.

【図7】従来例の工程図である。FIG. 7 is a process diagram of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,3,4,5,6 バイポーラトランジスタ 10,30,40,50,60 エミッタ領域保護パタ
ーン 10a,30a,50a,60a サイドウォール 11 半導体基板 11a 所定面 13 コレクタ領域 17,33aベース電極形成層 19,33,53 ベース電極 20,35 絶縁層 22,37a エミッタ電極形成層 23,37,57 エミッタ電極 31,41,51 下層薄膜
1, 3, 4, 5, 6 Bipolar transistor 10, 30, 40, 50, 60 Emitter region protection pattern 10a, 30a, 50a, 60a Side wall 11 Semiconductor substrate 11a Predetermined surface 13 Collector region 17, 33a Base electrode formation layer 19 , 33, 53 Base electrode 20, 35 Insulating layer 22, 37a Emitter electrode forming layer 23, 37, 57 Emitter electrode 31, 41, 51 Lower layer thin film

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1導電型の不純物を拡散させてなるコ
レクタ領域が埋め込まれた半導体基板にバイポーラトラ
ンジスタを形成する方法であって、 エミッタ電極を接合しようとする前記半導体基板の所定
面上にエミッタ領域保護パターンを形成し、当該エミッ
タ領域保護パターンの側壁に絶縁性材料からなるサイド
ウォールを形成した後、前記半導体基板の露出面から当
該サイドウォールの下方に入り込む状態で当該半導体基
板中に第2導電型の不純物を導入する第1の工程と、 前記エミッタ領域保護パターンとサイドウォールとを覆
う状態で前記半導体基板上に第2導電型の不純物を含有
するベース電極形成層を成膜し、当該ベース電極形成層
から当該半導体基板中に前記第2導電型の不純物を導入
すると共に当該ベース電極形成層をエッチングしてベー
ス電極を形成する第2の工程と、 前記ベース電極を覆いかつ前記エミッタ領域保護パター
ンの表面を露出させる状態で絶縁層を形成した後に、前
記エミッタ領域保護パターンをエッチング除去すると共
に前記半導体基板の所定面から当該半導体基板中に第2
導電型の不純物を導入する第3の工程と、 前記半導体基板の所定面に接続する状態で第1導電型の
不純物を含有するエミッタ電極形成層を成膜し、当該エ
ミッタ電極形成層から前記半導体基板中に第1導電型の
不純物を導入すると共に当該エミッタ電極形成層をエッ
チングしてエミッタ電極を形成する第4の工程を行うこ
とを特徴とするバイポーラトランジスタの形成方法。
1. A method of forming a bipolar transistor on a semiconductor substrate in which a collector region formed by diffusing a first conductivity type impurity is embedded, the method comprising: forming a bipolar transistor on a predetermined surface of the semiconductor substrate to which an emitter electrode is to be joined. After forming the emitter region protection pattern and forming a sidewall made of an insulating material on the side wall of the emitter region protection pattern, a second layer is formed in the semiconductor substrate in such a manner that the exposed region of the semiconductor substrate enters below the sidewall. A first step of introducing impurities of the second conductivity type; and forming a base electrode forming layer containing impurities of the second conductivity type on the semiconductor substrate in a state of covering the emitter region protection pattern and the sidewalls, The second conductivity type impurity is introduced into the semiconductor substrate from the base electrode forming layer, and the base electrode forming layer is etched. A second step of forming a base electrode by etching, forming an insulating layer in a state of covering the base electrode and exposing the surface of the emitter region protection pattern, and then etching away the emitter region protection pattern and A second surface is formed in the semiconductor substrate from a predetermined surface of the semiconductor substrate.
A third step of introducing a conductivity type impurity; forming an emitter electrode forming layer containing a first conductivity type impurity in a state of being connected to a predetermined surface of the semiconductor substrate, and forming the semiconductor electrode from the emitter electrode forming layer. A method for forming a bipolar transistor, which comprises performing a fourth step of forming an emitter electrode by introducing an impurity of the first conductivity type into a substrate and etching the emitter electrode forming layer.
【請求項2】 請求項1記載のバイポーラトランジスタ
の形成方法において、 前記第1の工程では、前記半導体基板上に絶縁性材料か
らなる下層薄膜を形成し、前記半導体基板の所定面上方
の当該下層薄膜上にエミッタ領域保護パターンを形成し
た後、当該エミッタ領域保護パターンの側壁に絶縁性材
料からなるサイドウォールを形成し、次いで前記下層薄
膜の露出部分をエッチング除去した後に、前記半導体基
板の露出面から当該サイドウォール下方の半導体基板中
に入り込む状態で当該半導体基板中に第2導電型の不純
物を導入し、 前記第2の工程を行った後に、 前記第3の工程では、前記ベース電極を覆いかつ前記エ
ミッタ領域保護パターンの表面を露出させる状態で絶縁
層を形成した後、前記エミッタ領域保護パターンをエッ
チング除去し、次いで前記半導体基板の所定面から当該
半導体基板中に第2導電型の不純物を導入し、さらに前
記下層薄膜の露出部分をエッチング除去して前記半導体
基板の所定面を露出させ、 前記第4の工程を行うことを特徴とするバイポーラトラ
ンジスタの形成方法。
2. The method for forming a bipolar transistor according to claim 1, wherein in the first step, a lower layer thin film made of an insulating material is formed on the semiconductor substrate, and the lower layer above a predetermined surface of the semiconductor substrate. After forming an emitter region protection pattern on the thin film, a sidewall made of an insulating material is formed on a sidewall of the emitter region protection pattern, and then an exposed portion of the lower thin film is removed by etching, and then an exposed surface of the semiconductor substrate is formed. A second conductivity type impurity is introduced into the semiconductor substrate under the side wall of the semiconductor substrate and the second step is performed, and then the base electrode is covered in the third step. In addition, after forming an insulating layer with the surface of the emitter region protection pattern exposed, the emitter region protection pattern is etched. The second conductive type impurities are introduced into the semiconductor substrate from a predetermined surface of the semiconductor substrate, and the exposed portion of the lower thin film is removed by etching to expose the predetermined surface of the semiconductor substrate. 4. A method of forming a bipolar transistor, characterized in that the step 4 is performed.
【請求項3】 請求項2記載のバイポーラトランジスタ
の形成方法において、 前記エミッタ領域保護パターンをリンを含んだポリシリ
コンで形成し、前記サイドウォールを当該エミッタ領域
保護パターンの露出面に成長させた酸化膜で形成するこ
とを特徴とするバイポーラトランジスタの形成方法。
3. The method for forming a bipolar transistor according to claim 2, wherein the emitter region protection pattern is formed of polysilicon containing phosphorus, and the sidewall is grown on an exposed surface of the emitter region protection pattern. A method of forming a bipolar transistor, which is characterized in that it is formed of a film.
【請求項4】 請求項1記載のバイポーラトランジスタ
の形成方法において、 前記第1の工程では、前記半導体基板上に下層薄膜を成
膜し、当該半導体基板の所定面上方の当該下層薄膜上に
エミッタ領域保護パターンを形成した後、当該下層薄膜
の露出部分をエッチング除去し、次いで前記エミッタ領
域保護パターンと前記下層薄膜との側壁に絶縁性材料か
らなるサイドウォールを形成した後、前記半導体基板の
露出面から当該サイドウォール下方に入り込む状態で当
該半導体基板中に第2導電型の不純物を導入し、 前記第2の工程を行った後に、 前記第3の工程では、前記ベース電極を覆いかつ前記エ
ミッタ領域保護パターンの表面を露出させる状態で絶縁
層を成膜した後に前記エミッタ領域保護パターンをエッ
チング除去し、次いで前記半導体基板の所定面から当該
半導体基板中に第2導電型の不純物を導入し、さらに前
記下層薄膜をエッチング除去して前記半導体基板の所定
面を露出させ、 前記第4の工程を行うことを特徴とするバイポーラトラ
ンジスタの形成方法。
4. The method for forming a bipolar transistor according to claim 1, wherein in the first step, a lower layer thin film is formed on the semiconductor substrate, and the emitter is formed on the lower layer thin film above a predetermined surface of the semiconductor substrate. After forming the region protection pattern, the exposed portion of the lower layer thin film is removed by etching, and then a sidewall made of an insulating material is formed on the sidewalls of the emitter region protection pattern and the lower layer thin film, and then the semiconductor substrate is exposed. An impurity of the second conductivity type is introduced into the semiconductor substrate in a state where the second conductive type impurity is introduced into the semiconductor substrate from the surface, and in the third step, the base electrode is covered and in the third step. After forming an insulating layer with the surface of the region protection pattern exposed, the emitter region protection pattern is removed by etching, A second conductivity type impurity is introduced into the semiconductor substrate from a predetermined surface of the semiconductor substrate, the lower layer thin film is removed by etching to expose the predetermined surface of the semiconductor substrate, and the fourth step is performed. And method for forming bipolar transistor.
【請求項5】 請求項2,3または4記載のバイポーラ
トランジスタの形成方法において、 前記第3の工程での前記下層薄膜のエッチングはウエッ
トエッチングで行うことを特徴とするバイポーラトラン
ジスタの形成方法。
5. The method for forming a bipolar transistor according to claim 2, 3 or 4, wherein the etching of the lower layer thin film in the third step is performed by wet etching.
【請求項6】 請求項1〜5のうちの1項に記載のバイ
ポーラトランジスタの形成方法において、 前記第1の工程で前記半導体基板中に前記第2導電型の
不純物を導入した後に、当該半導体基板の露出面の表層
をエッチングすることを特徴とするバイポーラトランジ
スタの形成方法。
6. The method of forming a bipolar transistor according to claim 1, wherein the semiconductor of the second conductivity type is formed after the impurity of the second conductivity type is introduced into the semiconductor substrate in the first step. A method for forming a bipolar transistor, which comprises etching a surface layer of an exposed surface of a substrate.
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