JP2012134423A - Method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method of manufacturing semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
JP2012134423A
JP2012134423A JP2010287374A JP2010287374A JP2012134423A JP 2012134423 A JP2012134423 A JP 2012134423A JP 2010287374 A JP2010287374 A JP 2010287374A JP 2010287374 A JP2010287374 A JP 2010287374A JP 2012134423 A JP2012134423 A JP 2012134423A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
layer
single crystal
collector layer
polycrystalline
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2010287374A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5643635B2 (en
Inventor
Shuichi Morita
宗一 森田
Tatsuya Tominari
達也 冨成
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.)
Asahi Kasei Electronics Co Ltd
Original Assignee
Asahi Kasei Electronics Co Ltd
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 Asahi Kasei Electronics Co Ltd filed Critical Asahi Kasei Electronics Co Ltd
Priority to JP2010287374A priority Critical patent/JP5643635B2/en
Publication of JP2012134423A publication Critical patent/JP2012134423A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5643635B2 publication Critical patent/JP5643635B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a semiconductor device in which the operating speed of a bipolar transistor can be accelerated.SOLUTION: A semiconductor device comprises an n-type collector layer 20 provided above a single crystal Si substrate 1, an SiOfilm 21 provided on a periphery of a surface of the collector layer 20, and a p-type base layer 30 that covers the SiOfilm 21 and is bonded to the center portion of the surface of the collector layer 20. The base layer 30 includes a single crystal SiGe film 31a provided on the center portion of the surface of the collector layer 20 and a single crystal Si film 35a stacked on the single crystal SiGe film 21 so as to cover the SiOfilm 21. Since a junction region 60 between the base layer 30 and the collector layer 20 is limited on the center portion of the surface of the collector layer 20, the junction area can be minimized, thereby reducing capacitance Cbetween the base layer and the collector layer.

Description

本発明は、バイポーラトランジスタを備えた半導体装置の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device including a bipolar transistor.

この種の従来技術としては、例えば特許文献1に開示されたものがある。かかる文献には、断面視でコレクタ層とエミッタ層とに挟まれたベース層のうちの、コレクタ層側の面(即ち、底面)の全てがコレクタ層に接した構造のバイポーラトランジスタが開示されている。即ち、特許文献1には、ベース層とコレクタ層との接合領域が、ベース層の底面全体となっている構造のバイポーラトランジスタが開示されている。   As this type of prior art, for example, there is one disclosed in Patent Document 1. Such a reference discloses a bipolar transistor having a structure in which the collector layer side surface (that is, the bottom surface) of the base layer sandwiched between the collector layer and the emitter layer in a cross-sectional view is in contact with the collector layer. Yes. That is, Patent Document 1 discloses a bipolar transistor having a structure in which the junction region between the base layer and the collector layer is the entire bottom surface of the base layer.

特開平6−349841号公報JP-A-6-349841

従来から、バイポーラトランジスタは、種々の電子デバイス(例えば、無線通信機器)に適用されている。また、近年では、無線通信技術の大きな進展等に伴い、より高速で動作可能なバイポーラトランジスタが嘱望されている。
そこで、この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、バイポーラトランジスタの動作速度を高速化できるようにした半導体装置の製造方法の提供を目的とする。
Conventionally, bipolar transistors have been applied to various electronic devices (for example, wireless communication devices). In recent years, bipolar transistors capable of operating at higher speeds have been desired along with the great progress of wireless communication technology.
Accordingly, the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device that can increase the operating speed of a bipolar transistor.

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法は、バイポーラトランジスタを備えた半導体装置の製造方法であって、基板に第1導電型のコレクタ層を形成する工程と、前記コレクタ層上にSiGe膜とSi膜とを順次形成して、前記SiGe膜と前記Si膜とが積層された構造のベース層を形成する工程と、前記Si膜よりも前記SiGe膜の方がエッチングされ易い条件で、前記ベース層にエッチング処理を施すことにより、前記コレクタ層の中央部上に前記SiGe膜を残しつつ、前記コレクタ層の周辺部上から前記SiGe膜を除去する工程と、前記コレクタ層の周辺部と前記Si膜との間を埋め込むように前記基板上に絶縁膜を形成する工程と、を有することを特徴とする。ここで、「第1導電型」はn型又はp型のうちの一方であり、「第2導電型」はn型又はp型のうちの他方である。また、「絶縁膜」としては、例えば、後述するSiO2膜21が該当する。 In order to solve the above problems, a method for manufacturing a semiconductor device according to one embodiment of the present invention is a method for manufacturing a semiconductor device including a bipolar transistor, the step of forming a first conductivity type collector layer on a substrate; A step of sequentially forming a SiGe film and a Si film on the collector layer to form a base layer having a structure in which the SiGe film and the Si film are stacked; and the SiGe film is more than the Si film. Removing the SiGe film from the peripheral portion of the collector layer while leaving the SiGe film on the central portion of the collector layer by performing an etching process on the base layer under conditions that are easily etched. Forming an insulating film on the substrate so as to be embedded between the peripheral portion of the collector layer and the Si film. Here, the “first conductivity type” is one of n-type and p-type, and the “second conductivity type” is the other of n-type and p-type. Moreover, as the “insulating film”, for example, a SiO 2 film 21 described later corresponds.

このような方法であれば、ベース層とコレクタ層との接合(接触)領域をコレクタ層の表面の中央部に限定することができ、ベース層とコレクタ層とが接する面積(即ち、BC間の接合面積)を削減し、容量CBCを低減することができる。
この容量CBCと、バイポーラトランジスタの動作速度の指標となる、遮断周波数fT及び最大発振周波数fmaxとの間には、それぞれ下記の(1)式、(2)式の関係が成り立つ。(1)式から明らかなように、CBCが小さいほどfTは大きくなる。また、(2)式から明らかなように、CBCが小さいほど(また、fTが大きいほど)fmaxは大きくなる。
With such a method, the junction (contact) region between the base layer and the collector layer can be limited to the center of the surface of the collector layer, and the area where the base layer and the collector layer are in contact (that is, between the BCs) Junction area) and the capacitance CBC can be reduced.
The relationship of the following formulas (1) and (2) is established between the capacitance C BC and the cutoff frequency fT and the maximum oscillation frequency fmax, which are indicators of the operation speed of the bipolar transistor. (1) As apparent from the equation, fT increases as C BC is small. Further, (2) As apparent from the equation, the more C BC is small (and the larger fT) fmax is increased.

Figure 2012134423
Figure 2012134423

従って、容量CBCを低減することで、バイポーラトランジスタの遮断周波数fTと最大発振周波数fmaxをそれぞれ高めることができる。このため、より高速で動作可能なバイポーラトランジスタを提供することができる。
また、上記の半導体装置の製造方法において、前記ベース層を形成する工程では、前記SiGe膜をエピタキシャル成長法で形成することにより、前記コレクタ層上に単結晶構造のSiGe膜を形成し、続いて、前記Si膜をエピタキシャル成長法で形成することにより、前記単結晶SiGe膜上に単結晶Si膜を形成し、前記ベース層にエッチング処理を施す工程では、ClF3(三フッ化塩素)を用いたドライエッチングにより前記コレクタ層の周辺部上から前記単結晶SiGe膜を除去することを特徴としてもよい。このような方法であれば、Si膜の削れを抑えつつ、SiGe膜を選択性高くエッチングすることができる。
Therefore, by reducing the capacitance C BC, it is possible to increase the cut-off frequency fT and the maximum oscillation frequency fmax of the bipolar transistor, respectively. Therefore, a bipolar transistor that can operate at higher speed can be provided.
Further, in the method of manufacturing the semiconductor device, in the step of forming the base layer, the SiGe film is formed by an epitaxial growth method to form a SiGe film having a single crystal structure on the collector layer, In the step of forming the Si film by an epitaxial growth method to form a single crystal Si film on the single crystal SiGe film and etching the base layer, a dry process using ClF 3 (chlorine trifluoride) is performed. The single crystal SiGe film may be removed from the periphery of the collector layer by etching. With such a method, it is possible to etch the SiGe film with high selectivity while suppressing the scraping of the Si film.

また、上記の半導体装置の製造方法において、前記基板のうちの前記コレクタ層に隣接する領域に素子分離層を形成する工程、をさらに備え、前記ベース層を形成する工程では、前記SiGe膜をエピタキシャル成長法で形成することにより、前記単結晶SiGe膜を形成すると同時に、前記素子分離層上に多結晶SiGe膜を形成し、続いて、前記Si膜をエピタキシャル成長法で形成することにより、前記単結晶Si膜を形成すると同時に、前記多結晶SiGe膜上に多結晶Si膜を形成し、前記ベース層にエッチング処理を施す工程では、TMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)を用いたウェットエッチングにより前記多結晶Si膜を除去し、続いて、前記ClF3を用いたドライエッチングにより前記多結晶SiGe膜を除去することを特徴としてもよい。 The method for manufacturing a semiconductor device may further include a step of forming an element isolation layer in a region of the substrate adjacent to the collector layer, and in the step of forming the base layer, the SiGe film may be epitaxially grown. The single crystal SiGe film is formed simultaneously with the formation of the polycrystalline SiGe film on the element isolation layer, and then the Si film is formed by an epitaxial growth method. At the same time as forming the film, a polycrystalline Si film is formed on the polycrystalline SiGe film, and the base layer is etched. In the step of etching, the polycrystalline Si film is formed by wet etching using TMAH (tetramethylammonium hydroxide). membranes are removed and subsequently, removing the polycrystalline SiGe film by dry etching using the ClF 3 Rukoto may be characterized.

このような方法であれば、TMAHを用いたウェットエッチング時には、単結晶Si膜の削れを抑えつつ、多結晶Si膜を選択性高くエッチングし除去することができる。これにより、多結晶Si膜下から多結晶SiGe膜を露出させることができる。また、ClF3を用いたドライエッチング時には、単結晶Si膜の削れを抑えつつ、多結晶SiGe膜を選択性高くエッチングし除去することができる。これにより、単結晶SiGe膜の側面が露出するため、単結晶SiGe膜を選択性高くサイドエッチングすることが可能となる。 With such a method, at the time of wet etching using TMAH, it is possible to etch and remove the polycrystalline Si film with high selectivity while suppressing the shaving of the single crystal Si film. Thereby, the polycrystalline SiGe film can be exposed from under the polycrystalline Si film. Further, at the time of dry etching using ClF 3 , the polycrystalline SiGe film can be etched and removed with high selectivity while suppressing the scraping of the single crystal Si film. Thereby, the side surface of the single crystal SiGe film is exposed, so that the single crystal SiGe film can be side-etched with high selectivity.

本発明によれば、バイポーラトランジスタのベース層とコレクタ層との間の容量CBCを低減することができ、遮断周波数fTと最大発振周波数fmaxをそれぞれ高めることができる。これにより、バイポーラトランジスタの動作速度を高速化することができる。 According to the present invention, the capacitance CBC between the base layer and the collector layer of the bipolar transistor can be reduced, and the cutoff frequency fT and the maximum oscillation frequency fmax can be increased. Thereby, the operation speed of the bipolar transistor can be increased.

本発明の実施形態に係る半導体装置100の構成例を示す図。1 is a diagram illustrating a configuration example of a semiconductor device 100 according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置100の製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor device 100 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置100の製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor device 100 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置100の製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor device 100 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置100の製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor device 100 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置100の製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor device 100 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置100の製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor device 100 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置100の製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor device 100 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置100の製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor device 100 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置100の製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor device 100 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置100の製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor device 100 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置100の製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor device 100 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置100の製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor device 100 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置100の製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor device 100 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置100の製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor device 100 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置100の製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor device 100 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置100の製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor device 100 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置100の製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor device 100 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置100の製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor device 100 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置100の製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor device 100 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置100の製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor device 100 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置100の製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor device 100 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置100の製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor device 100 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置100の製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor device 100 which concerns on embodiment of this invention.

以下、本発明による実施形態を、図面を用いて説明する。なお、以下に説明する各図において、同一の構成を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合もある。
図1(a)は、本発明の実施形態に係る半導体装置100の構成例を示す断面図である。また、図1(b)は、図1(a)に示すバイポーラトランジスタ50の要部を拡大した図である。
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. Note that, in each drawing described below, parts having the same configuration are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof may be omitted.
FIG. 1A is a cross-sectional view showing a configuration example of a semiconductor device 100 according to an embodiment of the present invention. FIG. 1B is an enlarged view of a main part of the bipolar transistor 50 shown in FIG.

図1(a)及び(b)に示すように、この半導体装置100は、例えば、p型の単結晶シリコン(Si)基板1と、この単結晶Si基板1に形成された高濃度n型埋込層(n+層)3と、エピタキシャル成長法により単結晶Si基板1上に形成されたSi層(即ち、エピタキシャルSi層)5と、このエピタキシャルSi層5に形成されたn型ディープウェル層(n−層)7と、このn−層7を素子分離するディープトレンチアイソレーション(DTI層)と、DTI層10により素子分離された領域に形成されたバイポーラトランジスタ50と、を備える。
これらの中で、DTI層10は、例えばトレンチと、トレンチの内壁及び底面を覆うように形成されたSiO2膜(シリコン酸化膜)11と、このSiO2膜11内に埋め込まれた多結晶Si膜13と、を有する。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the semiconductor device 100 includes, for example, a p-type single crystal silicon (Si) substrate 1 and a high concentration n-type buried layer formed on the single crystal Si substrate 1. The buried layer (n + layer) 3, the Si layer (that is, the epitaxial Si layer) 5 formed on the single crystal Si substrate 1 by the epitaxial growth method, and the n-type deep well layer (n -Layer) 7, deep trench isolation (DTI layer) for isolating the n-layer 7, and a bipolar transistor 50 formed in a region isolated by the DTI layer 10.
Among these, the DTI layer 10 includes, for example, a trench, a SiO 2 film (silicon oxide film) 11 formed so as to cover the inner wall and bottom surface of the trench, and polycrystalline Si embedded in the SiO 2 film 11. And a film 13.

また、バイポーラトランジスタ50は、エピタキシャルSi層5に形成され、n−層7上に位置するn型のコレクタ層20と、このコレクタ層20の表面の周辺部上に形成されたSiO2膜21と、このSiO2膜21を覆ってコレクタ層20の表面の中央部に接合するベース層30と、ベース層を覆うSiO2膜36及び多結晶Si膜34と、このSiO2膜36及び多結晶膜Si膜37に形成された開口部を介してベース層30に接続するエミッタ層40と、を有する。ここで、ベース層30は、コレクタ層20の表面の中央部上に設けられたp型の単結晶SiGe膜31aと、SiO2膜21を覆うように単結晶SiGe膜31a上に積層されたp型の単結晶Si膜35aとを含む、積層構造となっている
また、このバイポーラトランジスタ50において、エピタキシャルSi層5の表面近くにはシャロートレンチアイソレーション(STI層)15が部分的に形成されている。このSTI層15の上にはベース層30を層間絶縁膜51上に引き出すための(即ち、外部ベースとなる)多結晶Si膜34bが形成されている。また、このSTI層15を挟んでコレクタ層20の反対側の領域には、コレクタ層20に接続するためのn型不純物拡散層(n層)25が形成されている。
これら多結晶Si膜34b、n層25及び、エミッタ層40の表面はそれぞれシリサイド化されており、シリサイド層45を介して、ベース電極46と、コレクタ電極47と、エミッタ電極48とがそれぞれ形成されている。
Bipolar transistor 50 is formed on epitaxial Si layer 5, n-type collector layer 20 located on n − layer 7, and SiO 2 film 21 formed on the periphery of the surface of collector layer 20. A base layer 30 covering the SiO 2 film 21 and joining to the central portion of the surface of the collector layer 20, an SiO 2 film 36 and a polycrystalline Si film 34 covering the base layer, and the SiO 2 film 36 and the polycrystalline film And an emitter layer 40 connected to the base layer 30 through an opening formed in the Si film 37. Here, the base layer 30 is a p-type single crystal SiGe film 31 a provided on the center of the surface of the collector layer 20 and a p layer laminated on the single crystal SiGe film 31 a so as to cover the SiO 2 film 21. In this bipolar transistor 50, a shallow trench isolation (STI layer) 15 is partially formed near the surface of the epitaxial Si layer 5 in this bipolar transistor 50. Yes. On this STI layer 15, a polycrystalline Si film 34 b for leading the base layer 30 onto the interlayer insulating film 51 (that is, an external base) is formed. An n-type impurity diffusion layer (n layer) 25 for connection to the collector layer 20 is formed in a region opposite to the collector layer 20 with the STI layer 15 interposed therebetween.
The surfaces of the polycrystalline Si film 34b, the n layer 25, and the emitter layer 40 are silicided, and a base electrode 46, a collector electrode 47, and an emitter electrode 48 are formed through the silicide layer 45, respectively. ing.

ところで、このバイポーラトランジスタ50において、ベース層30とコレクタ層20との接合(接触)領域60は、コレクタ層20の表面の中央部上に限定されている。コレクタ層20の表面の周辺部上にはSiO2膜21が形成されており、コレクタ層20の周辺部はベース層30と直に接触しないようになっている。このため、コレクタ層とベース層との接合領域がコレクタ層の表面全体(即ち、中央部と周辺部の両方)となっている場合と比較して、接合領域の面積(即ち、接合面積)を小さくすることができ、ベース層とコレクタ層との間の容量CBCを低減することができる。次に、図1(a)及び(b)に示した半導体装置100の製造方法について説明する。 By the way, in this bipolar transistor 50, the junction (contact) region 60 between the base layer 30 and the collector layer 20 is limited to the central portion of the surface of the collector layer 20. An SiO 2 film 21 is formed on the peripheral portion of the surface of the collector layer 20 so that the peripheral portion of the collector layer 20 is not in direct contact with the base layer 30. For this reason, compared with the case where the junction area | region of a collector layer and a base layer is the whole surface (namely, both center part and peripheral part) of a collector layer, the area (namely, junction area) of a junction area | region is reduced. The capacitance CBC between the base layer and the collector layer can be reduced. Next, a method for manufacturing the semiconductor device 100 shown in FIGS. 1A and 1B will be described.

図2〜図24は、本発明の実施形態に係る半導体装置100の製造方法を示す工程図である。図2では、まず始めに、p型の単結晶Si基板1にn型不純物をイオン注入してn+層3を形成する。このn+層3を形成するためのイオン注入の条件は、例えば、不純物種がヒ素(As)、注入エネルギーが100keV、ドーズ量が5.0E+15/cm2である。次に、この単結晶Si基板1上にエピタキシャルSi層5を形成する。エピタキシャルSi層5の厚さは、例えば、9500Åである。 2 to 24 are process diagrams showing the method for manufacturing the semiconductor device 100 according to the embodiment of the present invention. In FIG. 2, first, an n + layer 3 is formed by ion-implanting an n-type impurity into a p-type single crystal Si substrate 1. The ion implantation conditions for forming this n + layer 3 are, for example, that the impurity species is arsenic (As), the implantation energy is 100 keV, and the dose is 5.0E + 15 / cm 2 . Next, an epitaxial Si layer 5 is formed on the single crystal Si substrate 1. The thickness of the epitaxial Si layer 5 is 9500 mm, for example.

そして、このエピタキシャルSi層5及び単結晶Si基板1にDTI層10を形成すると共に、エピタキシャルSi層5にSTI層15を形成する。具体的には、DTI層10は、エピタキシャルSi層5の表面から単結晶Si基板1の内部にかけて、深さが例えば80000Åのディープトレンチを形成し、このディープトレンチ内にSiO2膜11と多結晶Si膜13を埋め込むことにより形成する。また、STI層15は、エピタキシャルSi層5にシャロートレンチを形成し、このシャロートレンチ内にSiO2膜を埋め込むことにより形成する。 Then, the DTI layer 10 is formed on the epitaxial Si layer 5 and the single crystal Si substrate 1, and the STI layer 15 is formed on the epitaxial Si layer 5. Specifically, the DTI layer 10 forms a deep trench having a depth of, for example, 80000 mm from the surface of the epitaxial Si layer 5 to the inside of the single crystal Si substrate 1, and the SiO 2 film 11 and the polycrystal are formed in the deep trench. It is formed by embedding the Si film 13. The STI layer 15 is formed by forming a shallow trench in the epitaxial Si layer 5 and embedding a SiO 2 film in the shallow trench.

次に、エピタキシャルSi層5のうちの、DTI層10で素子分離された領域内に、n−層7を形成する。このn−層7を形成するためのイオン注入の条件は、例えば、不純物種がリン(P)、注入エネルギーが320keV、ドーズ量が6.0E+12/cm2である。
次に、図3に示すように、単結晶Si基板上にSiO2膜61を形成する。SiO2膜61の形成方法は例えばCVD(Chemical Vapor Deposition)であり、その厚さは例えば1000Åである。次に、図4に示すように、フォトリソグラフィ技術及びイオン注入技術により、エピタキシャルSi層5にn型不純物を部分的にイオン注入して、n型のコレクタ層20を形成する。このコレクタ層20を形成するためのイオン注入の条件は、例えば、不純物種がリン(P)、注入エネルギーが330keV、ドーズ量が1.0E+13/cm2である。
Next, an n − layer 7 is formed in a region of the epitaxial Si layer 5 that is element-isolated by the DTI layer 10. The ion implantation conditions for forming the n − layer 7 are, for example, that the impurity species is phosphorus (P), the implantation energy is 320 keV, and the dose is 6.0E + 12 / cm 2 .
Next, as shown in FIG. 3, a SiO 2 film 61 is formed on the single crystal Si substrate. The method for forming the SiO 2 film 61 is, for example, CVD (Chemical Vapor Deposition), and the thickness thereof is, for example, 1000 mm. Next, as shown in FIG. 4, an n-type collector layer 20 is formed by partially ion-implanting n-type impurities into the epitaxial Si layer 5 by a photolithography technique and an ion implantation technique. The ion implantation conditions for forming the collector layer 20 are, for example, that the impurity species is phosphorus (P), the implantation energy is 330 keV, and the dose is 1.0E + 13 / cm 2 .

次に、図5に示すように、SiO2膜61上に多結晶Si膜63を形成する。この多結晶Si膜63の形成方法は例えばCVDであり、その厚さは例えば1000Åである。次に、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術により、多結晶Si膜63を部分的にエッチングする。これにより、図6に示すように、コレクタ層20上と、その両側にあるSTI層15上から多結晶Si膜63を除去する。また、これ以外の領域上には多結晶Si膜63を残しておく。 Next, as shown in FIG. 5, a polycrystalline Si film 63 is formed on the SiO 2 film 61. The method for forming the polycrystalline Si film 63 is, for example, CVD, and the thickness thereof is, for example, 1000 mm. Next, the polycrystalline Si film 63 is partially etched by a photolithography technique and an etching technique. Thereby, as shown in FIG. 6, the polycrystalline Si film 63 is removed from the collector layer 20 and the STI layers 15 on both sides thereof. Further, the polycrystalline Si film 63 is left on the other region.

次に、この多結晶Si膜63をマスクにSiO2膜61をエッチングする。このSiO2膜61のエッチングは、例えば、フッ酸(HF)溶液を用いたウェットエッチングにより行う。一例として、希HF水溶液(49%HF:H2O=1:99)を用いる。これにより、図7に示すように、コレクタ層20の表面と、その両側にあるSTI層15の表面をそれぞれ露出させる。 Next, the SiO 2 film 61 is etched using the polycrystalline Si film 63 as a mask. The etching of the SiO 2 film 61 is performed by wet etching using a hydrofluoric acid (HF) solution, for example. As an example, a dilute HF aqueous solution (49% HF: H 2 O = 1: 99) is used. Thereby, as shown in FIG. 7, the surface of the collector layer 20 and the surfaces of the STI layers 15 on both sides thereof are exposed.

次に、図8に示すように、例えばエピタキシャル成長法により、単結晶Si基板の上方全面にSiGe膜31と、ボロンをin−situ(即ち、成膜過程)でドープしたSi膜33とを順次形成する。
ここで、エピタキシャル成長法で成膜される膜は下地の結晶構造を引き継ぐ。このため、SiGe膜31は、エピタキシャルSi層5上ではエピタキシャル成長して単結晶SiGe膜31aに形成され、STI層15上や多結晶Si膜上では多結晶SiGe膜31bに形成される。同様に、Si膜33は、単結晶SiGe膜31a上では単結晶Si膜33aに形成され、多結晶SiGe膜31b上では多結晶Si膜33bに形成される。単結晶SiGe膜31aの厚さは例えば300Åであり、多結晶SiGe膜31bの厚さは例えば300Åである。また、単結晶Si膜33aの厚さは例えば500Åであり、多結晶Si膜33bの厚さは例えば500Åである。なお、Si膜33にドープされているボロンは、後の熱処理を伴う工程で、単結晶SiGe膜31aに拡散する。
Next, as shown in FIG. 8, the SiGe film 31 and the Si film 33 doped with boron in-situ (that is, a film forming process) are sequentially formed on the entire upper surface of the single crystal Si substrate by, for example, an epitaxial growth method. To do.
Here, the film formed by the epitaxial growth method inherits the underlying crystal structure. Therefore, the SiGe film 31 is epitaxially grown on the epitaxial Si layer 5 to be formed into a single crystal SiGe film 31a, and is formed into a polycrystalline SiGe film 31b on the STI layer 15 or on the polycrystalline Si film. Similarly, the Si film 33 is formed as a single crystal Si film 33a on the single crystal SiGe film 31a, and is formed as a polycrystal Si film 33b on the polycrystalline SiGe film 31b. The thickness of the single crystal SiGe film 31a is, for example, 300 mm, and the thickness of the polycrystalline SiGe film 31b is, for example, 300 mm. Moreover, the thickness of the single crystal Si film 33a is, for example, 500 mm, and the thickness of the polycrystalline Si film 33b is, for example, 500 mm. Note that boron doped in the Si film 33 is diffused into the single crystal SiGe film 31a in a process accompanied by a later heat treatment.

次に、TMAH(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド)水溶液を用いたウェットエッチングにより、多結晶Si膜33bをエッチングし除去する。ここで、TMAH水溶液を用いたウェットエッチングでは、単結晶Si膜に対するエッチレートよりも、多結晶Si膜に対するエッチレートの方が大きい。本発明者らが行った実験によれば、例えば、温度が70℃で濃度が20%であるTMAH水溶液のエッチレートについて、多結晶Si膜に対するエッチレートは83.7Å/secであり、単結晶Si膜に対するエッチレートは58.1Å/secであった。   Next, the polycrystalline Si film 33b is etched and removed by wet etching using a TMAH (tetramethylammonium hydroxide) aqueous solution. Here, in the wet etching using the TMAH aqueous solution, the etching rate for the polycrystalline Si film is larger than the etching rate for the single crystal Si film. According to experiments conducted by the present inventors, for example, with respect to the etch rate of a TMAH aqueous solution having a temperature of 70 ° C. and a concentration of 20%, the etch rate for the polycrystalline Si film is 83.7 Å / sec. The etch rate for the Si film was 58.1 K / sec.

そこで、この工程では、例えば、上記のTMAH水溶液(70℃、20%)を用いて、6.9secのウェットエッチングを行う。これにより、図9に示すように、単結晶Si膜33aを100Å程度残しつつ、多結晶SiGe膜31b上から多結晶Si膜を除去することができる。即ち、上記エッチレートの差から、多結晶SiGe膜を完全に除去する一方で、単結晶Si膜33aを100Å程度残すことができる。   Therefore, in this step, for example, wet etching for 6.9 sec is performed using the above-described TMAH aqueous solution (70 ° C., 20%). As a result, as shown in FIG. 9, the polycrystalline Si film can be removed from the polycrystalline SiGe film 31b while leaving about 100% of the single-crystal Si film 33a. That is, from the difference in the etching rate, the polycrystalline SiGe film can be completely removed while the single crystal Si film 33a can be left about 100%.

次に、ClF3を用いたドライエッチングにより、多結晶SiGe膜31bをエッチングし除去すると共に、単結晶SiGe膜31aもサイドエッチングする。ここで、ClF3を用いたドライエッチングでは、Geが触媒となりエッチングが加速するため、Si膜に対するエッチレートよりも、SiGe膜に対するエッチレートの方が格段に大きい。また、SiGeのエッチレートはその結晶構造にあまり依存しない。つまり、単結晶Si膜33aや多結晶Si膜63よりも、単結晶SiGe膜31a及び多結晶SiGe膜31bの方が極めて選択性高くエッチングされる。
例えば、真空チャンバ内でのClF3の圧力が0.02mbarであるときのエッチレートについて、Si膜に対するエッチレートは0.16Å/secであるのに対し、SiGe膜に対するエッチレートは333Å/secである。
Next, the polycrystalline SiGe film 31b is etched and removed by dry etching using ClF 3 , and the single crystal SiGe film 31a is also side-etched. Here, in dry etching using ClF 3 , Ge serves as a catalyst to accelerate etching, and therefore the etching rate for the SiGe film is much higher than the etching rate for the Si film. Moreover, the etch rate of SiGe does not depend much on its crystal structure. That is, the single crystal SiGe film 31a and the polycrystal SiGe film 31b are etched with higher selectivity than the single crystal Si film 33a and the polycrystal Si film 63.
For example, for the etch rate when the pressure of ClF 3 in the vacuum chamber is 0.02 mbar, the etch rate for the Si film is 0.16 Å / sec, whereas the etch rate for the SiGe film is 333 Å / sec. is there.

そこで、この工程では、例えば、上記の条件(ClF3、0.02mbar)で、9secのドライエッチングを行う。これにより、図10に示すように、単結晶Si膜33aをほとんど削ることなく、多結晶SiGe膜31bをほぼ完全に除去することができ、さらに、多結晶SiGe膜31bが除去されることにより露出する単結晶SiGe膜31aの両側面を、水平方向(即ち、サイド方向)に2600Å程度それぞれ削ることができる。このサイドエッチングにより、コレクタ層20の周辺部と単結晶Si膜33aとの間には、単結晶SiGe膜31aの厚さに対応した高さ(例えば、300Å)の空隙65が形成される。 Therefore, in this step, for example, 9 seconds of dry etching is performed under the above conditions (ClF 3 , 0.02 mbar). As a result, as shown in FIG. 10, the polycrystalline SiGe film 31b can be almost completely removed without substantially removing the single-crystal Si film 33a, and further exposed by removing the polycrystalline SiGe film 31b. Both side surfaces of the single-crystal SiGe film 31a to be cut can be cut by about 2600 mm in the horizontal direction (that is, the side direction). By this side etching, a gap 65 having a height (for example, 300 mm) corresponding to the thickness of the single crystal SiGe film 31a is formed between the peripheral portion of the collector layer 20 and the single crystal Si film 33a.

次に、図11に示すように、単結晶Si基板の上方全面にSiO2膜21を形成する。このSiO2膜21の形成方法は例えばCVDであり、その厚さは例えば1000Åである。これにより、上記の空隙はSiO2膜21で埋め込まれることとなる。
次に、このSiO2膜21の上方全面に対して、例えばRIE(Reactive Ion Etching)等の異方性ドライエッチング処理を施す。即ち、SiO2膜21をエッチバックする。これにより、図12に示すように、単結晶Si膜33a下(即ち、コレクタ層20の周辺部上)にSiO2膜21を残しつつ、それ以外の領域からSiO2膜21を除去する。
Next, as shown in FIG. 11, a SiO 2 film 21 is formed on the entire upper surface of the single crystal Si substrate. The formation method of the SiO 2 film 21 is, for example, CVD, and the thickness thereof is, for example, 1000 mm. As a result, the gap is filled with the SiO 2 film 21.
Next, an anisotropic dry etching process such as RIE (Reactive Ion Etching) is performed on the entire upper surface of the SiO 2 film 21. That is, the SiO 2 film 21 is etched back. Thus, as shown in FIG. 12, the SiO 2 film 21 is removed from other regions while leaving the SiO 2 film 21 under the single crystal Si film 33a (that is, on the periphery of the collector layer 20).

次に、図13に示すように、例えばエピタキシャル成長法により、単結晶Si基板の上方全面に、ボロンをin−situでドープしたSi膜34を形成する。ここで、Si膜34は、単結晶Si膜33a上ではエピタキシャル成長して単結晶Si膜34aに形成され、STI層15上や多結晶Si膜63上では多結晶Si膜34bに形成される。単結晶Si膜34aの厚さは例えば300Åであり、多結晶Si膜34bの厚さも例えば300Åである。
なお、下地の単結晶Si膜33aと、当該工程で形成される単結晶Si膜34aは同じ結晶構造であり、単結晶Si膜34aは下地の単結晶Si膜33aと一体の膜となる。このため、以降の説明では、これらを合わせて、単結晶Si膜35aと称する。単結晶Si膜35aの厚さは例えば400Å(=100Å+300Å)である。
Next, as shown in FIG. 13, a Si film 34 doped with boron in-situ is formed on the entire upper surface of the single crystal Si substrate by, for example, an epitaxial growth method. Here, the Si film 34 is epitaxially grown on the single crystal Si film 33a to be formed into a single crystal Si film 34a, and is formed on the STI layer 15 and the polycrystalline Si film 63 into a polycrystalline Si film 34b. The thickness of the single crystal Si film 34a is, for example, 300 mm, and the thickness of the polycrystalline Si film 34b is also, for example, 300 mm.
Note that the base single-crystal Si film 33a and the single-crystal Si film 34a formed in this step have the same crystal structure, and the single-crystal Si film 34a is an integral film with the base single-crystal Si film 33a. For this reason, in the following description, these are collectively referred to as a single crystal Si film 35a. The thickness of the single crystal Si film 35a is, for example, 400 mm (= 100 mm + 300 mm).

次に、図14に示すように、単結晶Si基板の上方全面にSiO2膜36を形成し、続いて、このSiO2膜36上に多結晶Si膜37を形成する。SiO2膜36の形成方法は例えばCVDであり、その厚さは例えば300Åである。また、多結晶Si膜37の形成方法は例えばCVDであり、その厚さは例えば500Åである。 Next, as shown in FIG. 14, a SiO 2 film 36 is formed on the entire upper surface of the single crystal Si substrate, and subsequently, a polycrystalline Si film 37 is formed on the SiO 2 film 36. The formation method of the SiO 2 film 36 is, for example, CVD, and the thickness thereof is, for example, 300 mm. The polycrystalline Si film 37 is formed by CVD, for example, and its thickness is, for example, 500 mm.

次に、図15に示すように、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術により、多結晶Si膜37を部分的にエッチングする。これにより、例えば、単結晶SiGe層の真上において、SiO2膜36を露出する開口部67を多結晶Si膜37に形成する。次に、この開口部67が形成された多結晶Si膜37をマスクに、SiO2膜36をエッチングする。このSiO2膜36のエッチングは、例えば、希HF水溶液(49%HF:H2O=1:99)を用いたウェットエッチングにより行う。これにより、開口部67の底面に単結晶Si膜35aを露出させる。 Next, as shown in FIG. 15, the polycrystalline Si film 37 is partially etched by a photolithography technique and an etching technique. Thereby, for example, an opening 67 exposing the SiO 2 film 36 is formed in the polycrystalline Si film 37 immediately above the single crystal SiGe layer. Next, the SiO 2 film 36 is etched using the polycrystalline Si film 37 in which the opening 67 is formed as a mask. The etching of the SiO 2 film 36 is performed by wet etching using a dilute HF aqueous solution (49% HF: H 2 O = 1: 99), for example. Thereby, the single crystal Si film 35 a is exposed on the bottom surface of the opening 67.

次に、図16に示すように、この開口部67を埋め込むように単結晶Si基板の上方全面に多結晶Si膜40´を形成する。この多結晶Si膜40´の形成方法は例えばCVDであり、その厚さは例えば2500Åである。次に、この多結晶Si膜40´にn型不純物をイオン注入する。このイオン注入の条件は、例えば、不純物種がリン(P)、注入エネルギーが20keV、ドーズ量が7.0E+15/cm2である。 Next, as shown in FIG. 16, a polycrystalline Si film 40 ′ is formed on the entire upper surface of the single crystal Si substrate so as to fill the opening 67. The method for forming the polycrystalline Si film 40 'is, for example, CVD, and the thickness thereof is, for example, 2500 mm. Next, n-type impurities are ion-implanted into the polycrystalline Si film 40 '. The ion implantation conditions are, for example, that the impurity species is phosphorus (P), the implantation energy is 20 keV, and the dose is 7.0E + 15 / cm 2 .

次に、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術により、多結晶Si膜40´を部分的にエッチングする。これにより、図17に示すように、多結晶Si膜からなるエミッタ層40を形成する。次に、図18に示すように、単結晶SiGe膜31aと単結晶Si膜35aとが積層された構造のベース層30と、その上に形成されたエミッタ層40とを覆い、その他の領域を露出する形状のレジストパターン69を単結晶Si基板の上方に形成する。そして、このレジストパターン69をマスクにSiO2膜36と、多結晶Si膜34b及び多結晶Si膜63を順次エッチングして除去する。 Next, the polycrystalline Si film 40 'is partially etched by photolithography technique and etching technique. Thereby, as shown in FIG. 17, an emitter layer 40 made of a polycrystalline Si film is formed. Next, as shown in FIG. 18, the base layer 30 having a structure in which the single crystal SiGe film 31a and the single crystal Si film 35a are stacked and the emitter layer 40 formed thereon are covered, and other regions are covered. An exposed resist pattern 69 is formed above the single crystal Si substrate. Then, using the resist pattern 69 as a mask, the SiO 2 film 36, the polycrystalline Si film 34b, and the polycrystalline Si film 63 are sequentially etched and removed.

さらに、図19において、レジストパターン69をマスクにSiO2膜61をエッチングし、除去する。これにより、図20に示すように、レジストパターンで覆われていない領域において、DTI層10の表面やSTI層15の表面、エピタキシャルSi層5の表面がそれぞれ露出した状態となる。次に、レジストパターン69を除去する。 Further, in FIG. 19, the SiO 2 film 61 is etched and removed using the resist pattern 69 as a mask. As a result, as shown in FIG. 20, in the region not covered with the resist pattern, the surface of the DTI layer 10, the surface of the STI layer 15, and the surface of the epitaxial Si layer 5 are exposed. Next, the resist pattern 69 is removed.

次に、図21に示すように、例えばCVD法により、単結晶Si基板の上方全面にSiO2膜38を形成する。そして、このSiO2膜38で覆われたエピタキシャルSi層5にn型不純物をイオン注入する。このイオン注入の条件は、例えば、不純物種がリン(P)、注入エネルギーが320keV、ドーズ量が6.0E+12/cm2である。これにより、エピタキシャルSi層5のうちのSTI層15及びDTI層10で囲まれた領域に、コレクタ接続用のn層25を形成する。
次に、例えばCVD法により、単結晶Si基板の上方全面にSiO2膜(図示せず)を形成する。そして、このSiO2膜をエッチバックする。これにより、図22に示すように、ベース層30の側面やエミッタ層40の側面、及び、外部ベースとなる多結晶Si膜34bの側面にSiO2膜からなるサイドウォール39をそれぞれ形成する。
Next, as shown in FIG. 21, a SiO 2 film 38 is formed on the entire upper surface of the single crystal Si substrate by, eg, CVD. Then, n-type impurities are ion-implanted into the epitaxial Si layer 5 covered with the SiO 2 film 38. The ion implantation conditions are, for example, that the impurity species is phosphorus (P), the implantation energy is 320 keV, and the dose is 6.0E + 12 / cm 2 . Thus, an n layer 25 for collector connection is formed in the region surrounded by the STI layer 15 and the DTI layer 10 in the epitaxial Si layer 5.
Next, an SiO 2 film (not shown) is formed on the entire upper surface of the single crystal Si substrate by, eg, CVD. Then, the SiO 2 film is etched back. As a result, as shown in FIG. 22, sidewalls 39 made of SiO 2 films are formed on the side surfaces of the base layer 30, the emitter layer 40, and the side surfaces of the polycrystalline Si film 34b serving as the external base.

次に、図23に示すように、サイドウォール39から露出しているSiの表面(即ち、エミッタ層40の表面やn層25の表面、多結晶Si膜34bの表面)をそれぞれシリサイド化して、シリサイド層45を形成する。そして、図24に示すように、単結晶Si基板の上方全面に層間絶縁膜51を形成し、この層間絶縁膜51にコンタクトホール73を形成する。そして、コンタクトホール73内に例えば金属膜を埋め込んで、ベース電極とコレクタ電極及びエミッタ電極をそれぞれ形成する。このようにして、図1(a)及び(b)に示した半導体装置100が完成する。   Next, as shown in FIG. 23, the surface of Si exposed from the sidewall 39 (that is, the surface of the emitter layer 40, the surface of the n layer 25, the surface of the polycrystalline Si film 34b) is silicided, respectively. A silicide layer 45 is formed. Then, as shown in FIG. 24, an interlayer insulating film 51 is formed on the entire upper surface of the single crystal Si substrate, and a contact hole 73 is formed in the interlayer insulating film 51. Then, for example, a metal film is buried in the contact hole 73 to form a base electrode, a collector electrode, and an emitter electrode, respectively. In this manner, the semiconductor device 100 shown in FIGS. 1A and 1B is completed.

以上説明したように、本発明の実施形態によれば、ベース層30とコレクタ層20との接合(接触)領域60がコレクタ層20の表面の中央部に限定される。このため、ベース層とコレクタ層との接合面積を小さくすることができ、ベース層とコレクタ層との間の容量CBCを低減することができる。例えば、接合領域をコレクタ層の表面全体とする場合と比べて、接合面積を約70%削減することができ、その場合は、容量CBCを約70%低減することができる。 As described above, according to the embodiment of the present invention, the junction (contact) region 60 between the base layer 30 and the collector layer 20 is limited to the central portion of the surface of the collector layer 20. Therefore, the junction area between the base layer and the collector layer can be reduced, and the capacitance CBC between the base layer and the collector layer can be reduced. For example, compared to the case where the junction region is the entire surface of the collector layer, the junction area can be reduced by about 70%, and in that case, the capacitance CBC can be reduced by about 70%.

上述したように、容量CBCと、バイポーラトランジスタ50の動作速度の指標となる、遮断周波数fT及び最大発振周波数fmaxとの間には、それぞれ上記の(1)式、(2)式の関係が成り立つが、(1)式から明らかなように、CBCが小さいほどfTは大きくなる。また、(2)式から明らかなように、CBCが小さいほど(また、fTが大きいほど)fmaxは大きくなる。このため、バイポーラトランジスタ50の動作速度を高速化することができる。 As described above, the relationship between the equation (1) and the equation (2) is between the capacitor C BC and the cutoff frequency fT and the maximum oscillation frequency fmax, which are indicators of the operation speed of the bipolar transistor 50, respectively. It holds, but as is apparent from equation (1), fT increases as C BC is small. Further, (2) As apparent from the equation, the more C BC is small (and the larger fT) fmax is increased. For this reason, the operation speed of the bipolar transistor 50 can be increased.

なお、上記の実施形態では、npn型のバイポーラトランジスタ50の場合について説明したが、本発明はnpn型に限定されるものではなく、pnp型であってもよい。pnp型バイポーラトランジスタについても、n型とp型とを入れ替えた同様の構造により、ベース層とコレクタ層との接合面積を小さくすることができ、容量CBCを低減することができるため、その動作速度を高速化することが可能である。 In the above-described embodiment, the case of the npn-type bipolar transistor 50 has been described. However, the present invention is not limited to the npn-type, and may be a pnp-type. The pnp bipolar transistor also has a similar structure in which the n-type and p-type are interchanged, so that the junction area between the base layer and the collector layer can be reduced and the capacitance C BC can be reduced. It is possible to increase the speed.

1 単結晶Si基板
3 高濃度n型埋込層(n+層)
5 エピタキシャルSi層
6 特開平
7 n型ディープウェル層(n−層)
10 DTI層
11、21、36、38、61 SiO2
13、37 多結晶Si膜
15 STI層
20 コレクタ層
25 n型不純物拡散層(n層)
30 ベース層
31 SiGe膜
31a 単結晶SiGe膜
31b 多結晶SiGe膜
33、34 Si膜
33a、34a、35a 単結晶Si膜
33b、34b、40´、63 多結晶Si膜
39 サイドウォール
40 エミッタ層
45 シリサイド層
46 ベース電極
47 コレクタ電極
48 エミッタ電極
50 バイポーラトランジスタ
51 層間絶縁膜
60 接合領域
65 空隙
67 開口部
69 レジストパターン
73 コンタクトホール
100 半導体装置
1 Single-crystal Si substrate 3 High-concentration n-type buried layer (n + layer)
5 Epitaxial Si Layer 6 Japanese Patent Laid-Open Publication No. 7 n-type deep well layer (n-layer)
10 DTI layers 11, 21, 36, 38, 61 SiO 2 film 13, 37 Polycrystalline Si film 15 STI layer 20 Collector layer 25 n-type impurity diffusion layer (n layer)
30 Base layer 31 SiGe film 31a Single crystal SiGe film 31b Polycrystalline SiGe film 33, 34 Si films 33a, 34a, 35a Single crystal Si films 33b, 34b, 40 ', 63 Polycrystalline Si film 39 Side wall 40 Emitter layer 45 Silicide Layer 46 Base electrode 47 Collector electrode 48 Emitter electrode 50 Bipolar transistor 51 Interlayer insulating film 60 Junction region 65 Void 67 Opening 69 Resist pattern 73 Contact hole 100 Semiconductor device

Claims (3)

バイポーラトランジスタを備えた半導体装置の製造方法であって、
基板に第1導電型のコレクタ層を形成する工程と、
前記コレクタ層上にSiGe膜とSi膜とを順次形成して、前記SiGe膜と前記Si膜とが積層された構造のベース層を形成する工程と、
前記Si膜よりも前記SiGe膜の方がエッチングされ易い条件で、前記ベース層にエッチング処理を施すことにより、前記コレクタ層の中央部上に前記SiGe膜を残しつつ、前記コレクタ層の周辺部上から前記SiGe膜を除去する工程と、
前記コレクタ層の周辺部と前記Si膜との間を埋め込むように前記基板上に絶縁膜を形成する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device including a bipolar transistor,
Forming a first conductivity type collector layer on a substrate;
Forming a SiGe film and a Si film sequentially on the collector layer to form a base layer having a structure in which the SiGe film and the Si film are stacked;
By performing an etching process on the base layer under the condition that the SiGe film is more easily etched than the Si film, the SiGe film is left on the central portion of the collector layer, and the peripheral portion of the collector layer is left. Removing the SiGe film from:
And a step of forming an insulating film on the substrate so as to fill a gap between a peripheral portion of the collector layer and the Si film.
前記ベース層にエッチング処理を施す工程では、ClF3を用いたドライエッチングにより前記コレクタ層の周辺部上から前記単結晶SiGe膜を除去することを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。 2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein, in the step of etching the base layer, the single crystal SiGe film is removed from the periphery of the collector layer by dry etching using ClF 3. . 前記ベース層にエッチング処理を施す工程では、
TMAHを用いたウェットエッチングにより前記多結晶Si膜を除去し、続いて、
前記ClF3を用いたドライエッチングにより前記多結晶SiGe膜を除去することを特徴とする請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
In the step of etching the base layer,
Removing the polycrystalline Si film by wet etching using TMAH;
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein the polycrystalline SiGe film is removed by dry etching using the ClF 3 .
JP2010287374A 2010-12-24 2010-12-24 Manufacturing method of semiconductor device Expired - Fee Related JP5643635B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010287374A JP5643635B2 (en) 2010-12-24 2010-12-24 Manufacturing method of semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010287374A JP5643635B2 (en) 2010-12-24 2010-12-24 Manufacturing method of semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012134423A true JP2012134423A (en) 2012-07-12
JP5643635B2 JP5643635B2 (en) 2014-12-17

Family

ID=46649651

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010287374A Expired - Fee Related JP5643635B2 (en) 2010-12-24 2010-12-24 Manufacturing method of semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5643635B2 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7012A (en) * 1850-01-15 Improvement in mowing-machines
US9005A (en) * 1852-06-08 Improvement in harvesters
US9032A (en) * 1852-06-15 mooee
JPH09260361A (en) * 1996-03-18 1997-10-03 Nec Corp Method for manufacturing semiconductor device
JP2008508704A (en) * 2004-07-29 2008-03-21 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング Method for etching a layer on a substrate
JP2009526396A (en) * 2006-03-10 2009-07-16 エヌエックスピー ビー ヴィ Bipolar transistor manufacturing method
WO2009158054A1 (en) * 2008-06-26 2009-12-30 Freescale Semiconductor Inc. Dielectric ledge for high frequency devices

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7012A (en) * 1850-01-15 Improvement in mowing-machines
US9005A (en) * 1852-06-08 Improvement in harvesters
US9032A (en) * 1852-06-15 mooee
JPH09260361A (en) * 1996-03-18 1997-10-03 Nec Corp Method for manufacturing semiconductor device
JP2008508704A (en) * 2004-07-29 2008-03-21 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング Method for etching a layer on a substrate
JP2009526396A (en) * 2006-03-10 2009-07-16 エヌエックスピー ビー ヴィ Bipolar transistor manufacturing method
WO2009158054A1 (en) * 2008-06-26 2009-12-30 Freescale Semiconductor Inc. Dielectric ledge for high frequency devices
JP2011526073A (en) * 2008-06-26 2011-09-29 フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド Dielectric protrusion of high-frequency device

Also Published As

Publication number Publication date
JP5643635B2 (en) 2014-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2001326230A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
JP4016595B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR20120047032A (en) Semiconductor device and method of manufacturing thereof
US20160087068A1 (en) Lateral bipolar transistor with base extension region
JPH11354537A (en) Method for selectively doping intrinsic collector of vertical bipolar transistor having epitaxial base
JP2006066577A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
JP2006512786A (en) Method for forming a bipolar transistor
US7081397B2 (en) Trench sidewall passivation for lateral RIE in a selective silicon-on-insulator process flow
TW200308086A (en) Self aligned compact bipolar junction transistor layout, and method of making same
US10438858B2 (en) Low-cost SOI FinFET technology
JP2004080012A (en) Bipolar transistor and method of manufacturing the same
JPH10112507A (en) Manufacture of semiconductor device
JP5643635B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP4402953B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP3107806B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP5027457B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP3456864B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP3202011B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP4947692B2 (en) Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device
JP2006049663A (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP4181450B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP5277555B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP2016004967A (en) Semiconductor device and manufacturing method of the same
JP2009170600A (en) Semiconductor apparatus and method of manufacturing the same
JP2006049685A (en) Manufacturing method of semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20131205

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140808

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140819

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20141010

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20141028

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20141031

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5643635

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees