JP2001168109A - 基板の上表面に二つの自己整列型領域を定める方法 - Google Patents
基板の上表面に二つの自己整列型領域を定める方法Info
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Abstract
る方法を提供する。 【解決手段】 保護層を堆積すること;被覆層を堆積す
ること;二つの自己整列型領域の所望の境にほぼ対応し
ている位置で該保護層と該被覆層に開口を与えること;
該開口の側面に沿ってスペーサを形成すること;該スペ
ーサは前記境に対し後部とその反対側の前部を備えてい
る;該スペーサの該後部の後方で該保護層と被覆層に開
口を与えること;保護層を該スペーサの該後部に到達す
るまで取り除くこと;を含み、該二つの自己整列型領域
がスペーサの長さの両側に定められる。
Description
二つの自己整列型(self-aligned)領域を定める方法に関
する。
わけ集積回路の製造に適用できる。
チング段階を経て半導体基板上に連続した領域と層を定
めることを通常行う。しかし、特徴の異なる二つのホト
リソグラフィック工程により定められる領域(二つの特
徴の異なるマスク)は二つの連続したマスク間のアライ
メントに許容誤差があるため理想的なアライメントを得
ることができないことが良く知られている。
発され基板の上表面に定められかつ距離が正確である領
域を得ている。
術の一般例を図1に示す。絶縁領域2で区切られた能動
領域が基板1上に定められる。半導体基板の場合、該領
域2は例えばロコス(LOCOS)方法で形成された層であり
厚い酸化領域である。又は図示の例では該基板内に作ら
れたトレンチ内に形成された酸化物である。次に、該能
動領域の一部の上にある領域4内に開口を備えている層
3が堆積される。この工程の後、通常、スペーサ5が該
開口領域の境に形成される。この様に、該スペーサの前
方に配置された第一の領域A1と該スペーサの後方に配
置された第二の領域A2が定められる。これら二つの領
域間の距離は二つのマスクの連続した位置決めによるの
ではなく、該スペーサの長さ、即ち層3の厚さと該スペ
ーサの形成方法のみにより定まる。基板1が半導体の場
合、該領域A1は例えばドーパントの注入を受け、該領
域A2は例えば層3の下側部分の下に含まれるドーパン
トにより変化を受ける。該層3は接触層でもある。
ース−エミッタ領域の形成に適用する周知の例を図2A
及び図2Bに示す。
い酸化物のトレンチ2で区切られている。この基板上に
P型ドーピングのポリシリコン層11と酸化ケイ素の層
12が連続的に形成されている。中央の開口4がエッチ
ングされる。熱酸化工程により全ての露出シリコン表面
上に薄い酸化物層13が形成される。次にP型のドーパ
ントが注入されNPNトランジスタの真性ベース15を
形成する。この注入のアニーリングを行う間、層11内
に含まれるP型のドーパントは該基板内への拡散を開始
しエキストリンシック領域16を形成する。
ば薄い窒化ケイ素の層17とポリシリコン又は酸化ケイ
素の層18を連続的に堆積し、更に層18を異方性エッ
チングし、該18によりマスクされている層17を選択
的にエッチングすることにより形成される。最後に、N
型ドーピングポリシリコン層19が堆積され、P型ベー
ス領域15内に浅い(shallow)N型エミッタ領域20を
形成するためのソースとして使用される。
クベース16間の横方向の長さは、該スペーサの長さと
製造方法の特徴とにより定まる。
法は十分満足できる方法であるが、適用できない多くの
状況があることに注意する必要がある。例えば、該方法
は層3の材料(図2Aの特別な場合ではP型のドーピン
グポリシリコン11)が領域A1内の基板に対し堆積に
より乱れを与える時使用することができない。問題は更
に層3をエッチングする間に領域A1の特性が変化する
危険性がある時生ずる。この最後の問題は例えば該基板
の上表面が前記の薄い能動層、例えばSiGeで覆われ
ており、更に該層3がポリシリコンの時生ずる;該ポリ
シリコンエッチングはSiGeがオーバーエッチングす
る大きな危険を生ずる。
に二つの自己整列型領域を形成する新規の方法を提供し
ている。
シリコン−ゲルマニウム層上に定められる場合に特に適
用できる方法を提供している。
ウムのベースを有するNPNトランジスタを作ることで
ある。
明は、保護層を堆積し、被覆層を堆積し、二つの自己整
列型領域の所望の境にほぼ対応している位置で該保護層
と該被覆層間に開口を与え、該開口の端に沿ってスペー
サを形成し、該スペーサは前記境に対し後部とその反対
側の前部を備え、該スペーサの該後部の後方に該保護層
と被覆層に開口を与え、該保護層を該スペーサの該後方
部に到達するまで取り除くことを含み、基板の上表面に
二つの自己整列型領域を定める方法であって、該二つの
自己整列型領域がスペーサの長さの両側に定まることを
特徴とする方法を提供する。
板と被覆層間の間隙内に材料を入れることを含んでい
る。
被覆層の残りの部分の下で基板内へ拡散することに適合
している。
導電型の半導体基板であり、低いドーピングレベルで第
一の導電型と反対の型の層でコーテングされ、保護層が
酸化ケイ素で作られ、被覆層が第二の導電型のドーピン
グポリシリコン層と窒化ケイ素を重ね合わせた層で作ら
れている。
り除く工程の後に、例えばポリシリコン層である導電層
を化学蒸気法により均一に堆積させることを備えてい
る。
ベルが低く反対の導電型の層はシリコン−ゲルマニウム
のエピタキシャル層である。
付の図面に関連した特別な実施例についての以下の非制
限的な記載で詳細に述べる。
づく方法の本質的な工程を概略的に示す簡略化した断面
図である。
シリコン−ゲルマニウムのエピタキシャル層22が形成
されている該ウェーハ21で作られた基板1を例に記載
する。この特別な例を記載するが、この発明はあらゆる
種類の基板にも適用できる。図3Aから図3Dに示す工
程は基板の特性に左右されない。更に、一般的に堆積即
ち基板上に堆積した第一の能動層をエッチングすること
により該基板が損傷を受ける危険性がある場合を記載す
る。
様に該基板上に保護層23を作る第一の工程を備えてお
り、該保護層23は基板の内部又は表面を損傷しないこ
とを満たす状態で基板1の上表面に堆積される。保護層
23は例えば化学蒸気法(CVD)により堆積されたS
iO2層である。以下に記載のことから判る様に、該層
は処理の連続した工程中に取り除かれる犠牲層であり、
該基板及び基板に連続的に堆積した材料に対し選択的
に、等方エッチング可能な、基板を保護する任意の材料
から作られることが、以下の記載から判る。
コーティングされる。開口25が被覆層24と保護層2
3内に形成されており、該開口の端に例えば窒化ケイ素
の層26と酸化ケイ素の層27から作られたスペーサが
形成される。他の任意種類のスペーサも使用可能であ
る。
えて広がるレジスト層28で覆われる。層24は異方性
エッチングされほぼ垂直の側面を得、その後、該層23
は等方性エッチングにより取り除かれる。前記の等方性
エッチングは層23が層24と基板間にある部分内にあ
っても該層23が取り除かれるように十分長い間続けら
れ完全に取り除かれる。
の内容と同じく、接触及び/又はドーパントソースを形
成するため、下側の層と相互作用を起こす材料29が該
層22の上でかつ該層24の下に堆積される。スペーサ
内の開口に対応した第一の領域A1と層29の下にある
第二の能動層A2が図1の場合の様に得られる。
ト領域28を区切るため使用するマスクが開口25に対
し中央にあるかないかということに関係なく、該スペー
サの長さにより完全に定められる。この特徴を適切に図
示するため、該層28に対応したマスクは図3C及び図
3Dで中心をずらして示している。更にこの中心のずれ
は最終結果に影響しないことが確認されている。
A1が、材料29とのあらゆる相互干渉から保護される
ことである。
ルマニウムベースのトランジスタ構造を作る特別な応用
例を図4Aから図4Dに関連して図示している。これら
の図ではエミッタ−ベース構造のみを示しており、埋め
込み層とコレクタ接触領域は特に示していない。
リコンウェーハ21上に、バイポーラトランジスタのベ
ースを作る目的でP型シリコン−ゲルマニウムの層22
がエピタキシーにより形成される。能動領域は例えば酸
化ケイ素による絶縁物で満たされたトレンチ31により
定められる。従って、従来の通り、基板上にエピタキシ
ーにより堆積したシリコン−ゲルマニウム層は、領域2
1の中に定められる能動領域上で単結晶層であり、酸化
ケイ素31上では多結晶層である。SiGeの層22は
例えば厚さが60nmであり、ドーピングレベルは10
18atoms/cm3と1019atoms/cm3
の間である。
さが30nmの酸化ケイ素の層である。被覆層24は例
えば厚さが100nmのP型ドーピングのポリシリコン
層32と30nmの窒化ケイ素の層33から形成されて
いる。ポリシリコン層32はドーピングが非常に大き
く、例えば1020atoms/cm3と1021at
oms/cm3の間である。
域に対しほぼ中央の位置で層33、32及び23内に形
成される。スペーサは前記開口の内側に形成され、例え
ば酸化ケイ素の層27でコーティングされた窒化ケイ素
の層26を備えている。
覆開口25及びスペーサ26及び27の後方側で前記開
口を越えて横方向に広がる部分に堆積される。次に層3
3と32が異方性エッチングされ、その後犠牲層23が
等方性エッチングされ、層32の下が完全に取り除かれ
る。
き、図4Dに示す種類のNPNトランジスタが、化学蒸
気法(CVD)に適合した堆積と層22と23間の間隔
を十分に満たすドーピングの無いポリシリコン層により
形成される。これを参照番号29により示す。この層は
層33の残りの部分上でエッチングされ、第一の中央部
のポリシリコン層部分35と第二のポリシリコン層の部
分37の区切りを提供している。前記の第一の中央部の
ポリシリコン層はエミッタ接触領域に対応し、N+型に
ドーピングされ、浅いエミッタ領域36を拡散により形
成する。前記第二のポリシリコン層の部分37はP+型
にドーピングされている。アニーリングにより、ポリシ
リコン層32に含まれるP型ドーパント(例えばホウ
素)は間隙のポリシリコン29を通して基板21内に拡
散しベース接触領域として使用され、エクストリンシッ
ク拡散ベース領域38を形成する。領域38は基板21
と酸化物31間の結合に隣接する領域内に発生する結晶
欠陥をマスクする。この発明により、エミッタ36とエ
キストリンシックベース38間の横方向の距離は連続し
たマスクアライメントを使用する必要がなく、セルフア
ライメント方法で定められる。
して記載した該方法の変形を図示している。
ピングが十分なN型ポリシリコン層41がエミッタ接触
領域を形成するため堆積され、該エミッタ接触領域から
非常に浅いエミッタ領域42が拡散される。該層41は
横方向にエッチングされ、例えば窒化ケイ素から作られ
る横方向のスペーサ43が形成される。
用し、層33、32及び23がエッチングされ、該層2
3が層32の下で完全に取り除かれる。次に、例えば元
の場所に1020atoms/cm3から1021at
oms/cm3の間でドーピングされたポリシリコン層
44を化学蒸気法により堆積させ異方性エッチングを行
い、図示の様に領域32の下で外側の窓の横端に沿った
部分のみを残す。
れ、その後、シリコン表面がケイ化物にされる。
イメント、 −ケイ化物のセルフアライメント、 −強くアニーリングを使用しない方法。
えることができる。例えば、図5Bの工程の間でポリシ
リコン層の代わりに、タングステン層とTiNボンディ
ング層を堆積させてもよい。前記の堆積は例えば化学蒸
気法により行う。ケイ化物化の工程の後、シリコンと反
応しない該タングステンがエッチングされる。この最後
の場合、層32はドーパントソースの作用を有していな
いのでポリシリコンである必要はない。
きる種々の変更、修正及び改良を備えていることは勿論
である。この種の変更、修正及び改良はこの発明の開示
の一部であり、この発明の精神及び範囲内にある。従っ
て、前述の内容は一例でありこれに限定しない。
ミッタ−ベース領域を作る工程を示す図である。
ミッタ−ベース領域を作る工程を示す図である。
める工程を示す断面図である。
める工程を示す断面図である。
める工程を示す断面図である。
める工程を示す断面図である。
程を示す図である。
程を示す図である。
程を示す図である。
程を示す図である。
連続的な工程を示す図である。
連続的な工程を示す図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 基板(1)の上に保護層(23)を堆積
し;被覆層(24)を堆積し;二つの自己整列型領域の
所望の境にほぼ対応している位置(25)で該保護層と
該被覆層に開口を与え;該開口の端に沿ってスペーサ
(26、27)を形成し;該スペーサは前記境に対し後
部と反対側の前部を備えており;該スペーサの後部の後
方で該保護層と該被覆層に開口を与え;該保護層を該ス
ペーサの該後部に到達するまで取り除き;基板(1)と
該被覆層(24)の間の間隙に材料(29)を挿入する
工程を含み、基板(21)の上表面に二つの自己整列型
領域(A1、A2)を定める方法。 - 【請求項2】 基板(1)はその上にシリコン−ゲルマ
ニウムエピタキシャル層(22)を有することを特徴と
する請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記材料が該被覆層の残りの部分の下で
基板内への拡散に適していることを特徴とする請求項1
に記載の方法。 - 【請求項4】 基板が第1の導電型の半導体基板(2
1)であり、第2の導電型で低いドーピングレベルの層
(22)によりコーティングされ、前記保護層(23)
は酸化シリコンで構成され、前記被覆層は第2の導電型
のドープされたポリシリコン層(32)と窒化ケイ素層
(33)の積層で構成される、請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 保護層を取り除く工程の後に、化学蒸気
法で導電層を均一に堆積する工程を含むことを特徴とす
る請求項1に記載の方法。 - 【請求項6】 保護層を取り除く工程の後に、化学蒸気
法でポリシリコン層を均一に堆積する工程を含むことを
特徴とする請求項4に記載の方法。
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