JP3278493B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method thereof

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JP3278493B2
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は半導体装置に関し、特
にヘテロ接合バイポ−ラトランジスタに関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a heterojunction bipolar transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】バイポ−ラトランジスタ(以下、Bip
Trと称す)はエミッタ・ベ−スおよびコレクタで構成
され、その動作の基本はベ−ス電流のわずかな違いでコ
レクタ電流の値が大きく変化する、いわゆる増幅作用で
ある。すなわち、エミッタ・ベ−ス間に順方向に電圧を
加え、ベ−スからエミッタへホ−ルを注入することによ
って、エミッタからベ−スに注入されコレクタに達する
電子の量を制御する。上記電子によるコレクタ電流とホ
−ルによるベ−ス電流の比がおよその電流増幅率hFE
ある。
2. Description of the Related Art Bipolar transistors (hereinafter referred to as Bip transistors)
Tr) is composed of an emitter base and a collector, and its operation is based on a so-called amplifying action in which the value of the collector current greatly changes due to a slight difference in the base current. That is, by applying a forward voltage between the emitter and the base and injecting a hole from the base to the emitter, the amount of electrons injected from the emitter to the base and reaching the collector is controlled. The ratio between the collector current due to the electrons and the base current due to the hole is an approximate current amplification factor hFE .

【0003】図16は従来のホモ接合BipTrの構造
を示す断面図である。図において、1は例えばp型のシ
リコン単結晶等から成る半導体基板(以下、基板と称
す)、2は基板1に埋め込むように形成されたコレクタ
ウォ−ルとなるn+型埋め込み層、3はn+型埋め込み層
2上に形成されたコレクタとなるn-型エピタキシャル
層、4は各素子間を電気的に分離する分離酸化膜、5は
分離酸化膜4の下層にp型チャネルカット拡散層、6は
下層のn+型埋め込み層2に接して、n-型エピタキシャ
ル層3に形成されるn+型コレクタ引き出し層、7はベ
−ス拡散層、7a,7bはベ−ス拡散層のうちp型の真
性ベ−ス領域およびp型べ−ス引き出し領域、8はp型
多結晶シリコンから成るベ−ス電極、9はn+型のエミ
ッタ拡散層、10はn型多結晶シリコンから成るエミッ
タ電極である。11〜14はシリコン酸化膜で、12,
13はエミッタ電極10とベ−ス電極8との間の絶縁用
酸化膜、14はサイドウォ−ルであり、15はパッシベ
−ション膜、16は金属配線層である。
FIG. 16 is a sectional view showing the structure of a conventional homozygous BipTr. In the drawing, reference numeral 1 denotes a semiconductor substrate (hereinafter, referred to as a substrate) made of, for example, a p-type silicon single crystal, 2 denotes an n + -type buried layer serving as a collector wall formed so as to be embedded in the substrate 1, and 3 denotes a buried layer. An n -type epitaxial layer serving as a collector formed on the n + -type buried layer 2, 4 is an isolation oxide film for electrically isolating elements from each other, and 5 is a p-type channel cut diffusion layer below the isolation oxide film 4. , 6 contact the lower n + -type buried layer 2 to form an n + -type collector lead-out layer formed in the n -- type epitaxial layer 3, 7 denotes a base diffusion layer, and 7a and 7b denote base diffusion layers. Among them, a p-type intrinsic base region and a p-type base lead-out region, 8 is a base electrode made of p-type polycrystalline silicon, 9 is an n + -type emitter diffusion layer, and 10 is an n-type polycrystalline silicon. Emitter electrode. 11 to 14 are silicon oxide films;
Reference numeral 13 denotes an insulating oxide film between the emitter electrode 10 and the base electrode 8, reference numeral 14 denotes a side wall, reference numeral 15 denotes a passivation film, and reference numeral 16 denotes a metal wiring layer.

【0004】さて、コレクタ3とベ−ス7aで作る接合
容量は、BipTrの高速動作の大きな妨げとなるた
め、この面積をできる限り小さくすることが望ましい。
またベ−ス7a抵抗を小さくすること、およびベ−ス7
a幅を狭くして電子の走行時間を短くすることも高速化
には必要となる。このため上記のように構成される従来
のBipTrは、その製造方法において、ベ−ス電極8
にエミッタ9形成のための開口パタ−ンを形成し、セル
フアラインでベ−ス電極8側壁にサイドウォ−ル14を
形成することで、ベ−ス7a面積およびベ−ス電極8、
エミッタ9間の距離を縮める方法が一般的に採られてい
る。またエミッタ9の形成も、多結晶シリコンのエミッ
タ電極10へ注入した砒素やリンを下層のシリコン基板
1中へ拡散するという方法で浅い結合を形成するもので
ある。
Since the junction capacitance formed by the collector 3 and the base 7a greatly hinders the high-speed operation of the BipTr, it is desirable to reduce this area as much as possible.
Further, the resistance of the base 7a is reduced, and
It is also necessary to reduce the width of a so as to shorten the traveling time of electrons to increase the speed. For this reason, the conventional BipTr configured as described above requires the base electrode 8 in the manufacturing method.
An opening pattern for forming the emitter 9 is formed, and a side wall 14 is formed on the side wall of the base electrode 8 in a self-aligned manner, so that the area of the base 7a and the base electrode 8,
A method of shortening the distance between the emitters 9 is generally adopted. In the formation of the emitter 9, shallow coupling is formed by diffusing arsenic or phosphorus implanted into the emitter electrode 10 of polycrystalline silicon into the underlying silicon substrate 1.

【0005】ところが、従来のBipTrでは、微細
化、高速化にともなってベ−ス7a幅が狭くなるとエミ
ッタ9、ベ−ス7a間の空乏層と、ベ−ス7a、コレク
タ3間の空乏層とがつながってパンチスル−を起こした
り、ベ−ス7a幅の狭い部分で、ベ−ス7a抵抗が高く
なるという問題が生じる。このため、ベ−ス7a内の不
純物濃度を高くすることにより、空乏層のベ−ス7a側
へののびを抑えてパンチスル−を防止し、またベ−ス7
a抵抗を下げることができるが、エミッタ9内のn型不
純物濃度とベ−ス7a内p型不純物濃度の比でおおよそ
決まるBipTrの電流増幅率hFEが、低下してしまう
ものであった。
However, in the conventional BipTr, when the width of the base 7a is reduced with miniaturization and high speed operation, a depletion layer between the emitter 9 and the base 7a and a depletion layer between the base 7a and the collector 3 are formed. Then, punch-through occurs, and the resistance of the base 7a is increased in a narrow portion of the base 7a. Therefore, by increasing the impurity concentration in the base 7a, the extension of the depletion layer to the base 7a side is suppressed to prevent punch through, and the base 7a
It can be lowered a resistance, n-type impurity concentration and the base in the emitter 9 - scan 7a within p-type ratio of the impurity concentration approximately determined by BipTr the current amplification factor h FE is, were those lowered.

【0006】このような問題を改善する方法として、従
来からシリコンよりバンドギャップの狭いシリコンゲル
マニウム(SiGe)をベ−スに用いるヘテロ接合Bi
pTrが考えられている。このヘテロ接合BipTrで
は、バンドギャップの狭いシリコンゲルマニウムとシリ
コンとのそれぞれの禁制帯のギャップの差を伝導帯のギ
ャップの差より充分大きくとることで、ベ−ス内の不純
物濃度を高くしても、電子に対するベ−ス側のエネルギ
−障壁をくすることができるので、電子とホ−ルの電
流比を高く保つことができ、電流増幅率hFEの低下を招
かない。このためベ−ス抵抗を低く抑えてベ−ス幅を狭
くできるため、高速化に対応でき、高fT(しゃ断周波
数)化を実現できる。
As a method for solving such a problem, a heterojunction Bi using a silicon germanium (SiGe) base having a narrower band gap than silicon has been conventionally used.
pTr is considered. In this heterojunction BipTr, the difference between the band gaps of silicon germanium and silicon having a narrow band gap is made sufficiently larger than the difference between the conduction band gaps, so that the impurity concentration in the base can be increased. , base for the electronic - since the barrier can make lower, electrons and Ho - - energy of the scan-side can be kept high current ratio Le, it does not lead to deterioration of the current amplification factor h FE. Therefore, the base resistance can be kept low and the base width can be narrowed, so that it is possible to cope with high-speed operation and realize a high f T (cutoff frequency).

【0007】シリコンゲルマニウムをベ−スとして用い
たBipTrは例えばIEEE,Electron Device L
etters,Vol.10,No.12,1989,P、5
34で発表されたものがあり、その構造を図17に示
す。図において、1〜3および6は図16に示した従来
のホモ接合のBipTrと同じもの、17はフィ−ルド
酸化膜、18はp+型多結晶シリコンから成るベ−ス電
極、19はp型シリコンゲルマニウムから成るSiGe
ベ−ス層、20はシリコン酸化膜、21はシリコン窒化
膜、22はn+型多結晶シリコンから成るエミッタ層で
あり、このヘテロ接合BipTrの構成は、ベ−ス電極
18の上に延在するようにSiGeベ−ス層19が配設
され、シリコン酸化膜20およびその上のシリコン窒化
膜21を絶縁膜としてエミッタ層22が、SiGeベ−
ス層19の上層に形成されたものである。
A BipTr using silicon germanium as a base is, for example, an IEEE, Electron Device L.
etters, Vol. 10, No. 12, 1989, P, 5
34, the structure of which is shown in FIG. In the figure, 1-3 and 6 are the same as the BipTr conventional homojunction shown in FIG. 16, 17 off I - field oxide film, 18 p + -type polycrystalline consisting of silicon base - scan electrode, 19 SiGe composed of p-type silicon germanium
A base layer, 20 is a silicon oxide film, 21 is a silicon nitride film, and 22 is an emitter layer made of n + -type polycrystalline silicon. The structure of this heterojunction BipTr extends over the base electrode 18. An SiGe base layer 19 is provided, and an emitter layer 22 is formed using a silicon oxide film 20 and a silicon nitride film 21 thereon as an insulating film.
This is formed on the upper layer 19 of the semiconductor device.

【0008】このように構成されるヘテロ接合BipT
rの製造方法を図18〜図22に基づいて以下に示す。
まず、n+型埋め込み層2とn型エピタキシャル層3を
形成した基板1上の全面にフィ−ルド酸化膜17を形成
し、フィ−ルド酸化膜17に、SiGeベ−ス層19お
よびベ−ス電極18形成のための領域を開口する。その
後基板1上の全面にp+型多結晶シリコン膜18aを堆
積した後、上記フィ−ルド酸化膜17の開口部内のp+
型多結晶シリコン膜18aを選択的に除去して、ベ−ス
領域を開口する(図18)。次に基板1上の全面に、p
型不純物を導入したシリコンゲルマニウム膜19aを成
長させる。このとき少なくともn型エピタキシャル層3
に接した部分はシリコンゲルマニウム膜19aがエピタ
キシャル成長するように形成する。その後シリコンゲル
マニウム19a上の全面にシリコン酸化膜20を堆積す
る(図19)。
The heterojunction BipT thus configured is
The method for manufacturing r will be described below with reference to FIGS.
First, a field oxide film 17 is formed on the entire surface of the substrate 1 on which the n + type buried layer 2 and the n type epitaxial layer 3 have been formed, and the SiGe base layer 19 and the base A region for forming the electrode 18 is opened. After depositing the p + -type polycrystalline silicon film 18a followed over the entire surface of the substrate 1, the Fi - in the opening of the field oxide film 17 p +
The base region is opened by selectively removing the type polycrystalline silicon film 18a (FIG. 18). Next, on the entire surface of the substrate 1, p
A silicon germanium film 19a having a type impurity introduced therein is grown. At this time, at least the n-type epitaxial layer 3
Is formed so that the silicon germanium film 19a grows epitaxially. Thereafter, a silicon oxide film 20 is deposited on the entire surface of the silicon germanium 19a (FIG. 19).

【0009】次に、シリコン酸化膜20、シリコンゲル
マニウム膜19aおよびp+型多結晶シリコン膜18a
を順次エッチングして選択的に除去し、SiGeベ−ス
層19およびベ−ス電極18をパタ−ニングして形成す
る(図20)。次に、基板1上の全面にシリコン窒化膜
21を堆積し、このシリコン窒化膜21と下地のフィ−
ルド酸化膜17とを順次エッチングして選択的に除去す
ることによって、シリコン窒化膜21およびフィ−ルド
酸化膜17に開口部23を設けn型エピタキシャル層3
表面を露出させる。続いて、この開口部23からn型不
純物を基板1中へ導入して、n+型コレクタ引き出し層
6を形成する(図21)。
Next, a silicon oxide film 20, a silicon germanium film 19a and a p + type polycrystalline silicon film 18a
Are successively selectively removed by etching, and the SiGe base layer 19 and the base electrode 18 are formed by patterning (FIG. 20). Next, a silicon nitride film 21 is deposited on the entire surface of the substrate 1, and this silicon nitride film 21 and the underlying film are deposited.
By selectively etching and removing the field oxide film 17, an opening 23 is formed in the silicon nitride film 21 and the field oxide film 17 to form the n-type epitaxial layer 3.
Expose the surface. Subsequently, an n-type impurity is introduced into the substrate 1 through the opening 23 to form an n + -type collector lead-out layer 6 (FIG. 21).

【0010】次に、ベ−ス領域内のシリコン酸化膜20
およびシリコン窒化膜21を選択的にエッチング除去
し、ベ−ス領域の中央部に開口部24を設けSiGeベ
−ス層19を露出させる(図22)。次に基板1上の全
面に、上記開口部24を埋めるようにn+型ポリシリコ
ン膜を堆積し、パタ−ニングを行ってエミッタ層22を
形成する(図23)。次に、シリコン窒化膜21,シリ
コン酸化膜20,およびSiGeベ−ス層19を順次エ
ッチングしてベ−ス電極18上への開口部を形成して
(図17参照)、その後金属配線を施してBipTrを
完成する。
Next, the silicon oxide film 20 in the base region is formed.
Then, the silicon nitride film 21 is selectively etched away, and an opening 24 is provided at the center of the base region to expose the SiGe base layer 19 (FIG. 22). Next, an n + -type polysilicon film is deposited on the entire surface of the substrate 1 so as to fill the opening 24, and is patterned to form an emitter layer 22 (FIG. 23). Next, the silicon nitride film 21, the silicon oxide film 20, and the SiGe base layer 19 are sequentially etched to form an opening on the base electrode 18 (see FIG. 17), and thereafter metal wiring is performed. To complete the BipTr.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のヘ
テロ接合BipTrでは、その製造方法においてセルフ
アラインを用いないため、リソグラフィ−の重ね合わせ
余裕が必要となる。このためベ−ス面積が大きくなり、
ベ−ス層19とコレクタ3とで作られる寄生容量が大き
くなりBipTrの高速動作の妨げとなるものであっ
た。また、エミッタ層22形成のために、シリコン酸化
膜20およびシリコン窒化膜21をエッチングして開口
部24を設ける際、露出される下地のSiGeベ−ス層
19の表面にダメ−ジを与える。このためエミッタ層2
2を形成してエミッタ22とベ−ス19との接合を形成
すると、その界面に準位が発生しリ−ク電流が発生する
等、BipTrの信頼性が劣化するという問題があっ
た。
In the above-described conventional heterojunction BipTr, a self-alignment is not used in the manufacturing method, so that a margin for lithography is required. This increases the base area,
The parasitic capacitance formed by the base layer 19 and the collector 3 becomes large, which hinders the high-speed operation of the BipTr. When the opening 24 is formed by etching the silicon oxide film 20 and the silicon nitride film 21 to form the emitter layer 22, the surface of the exposed underlying SiGe base layer 19 is damaged. Therefore, the emitter layer 2
When the junction 2 is formed to form the junction between the emitter 22 and the base 19, there is a problem that the reliability of the BipTr is deteriorated, for example, a level is generated at the interface and a leak current is generated.

【0012】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、BipTrの電流増幅率hFE
低下させることなく、ベ−スの不純物濃度を上げること
ができ、高fT化が実現できる半導体装置であって、エ
ミッタ、ベ−ス間の界面準位の発生によるリ−ク電流が
低減できるとともに、ベ−ス面積の低減による微細化、
高速化が達成できる半導体装置を得ることを目的として
おり、さらにこの半導体装置に適した製造方法を提供す
ることを目的とする。
[0012] The present invention has been made to solve the above problems, without reducing the current amplification factor h FE of BipTr, base - can increase the impurity concentration of the scan, high f T A semiconductor device capable of realizing a reduction in leakage current due to generation of an interface state between an emitter and a base, and miniaturization by reducing a base area.
It is an object of the present invention to obtain a semiconductor device capable of achieving high speed, and to provide a manufacturing method suitable for the semiconductor device.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る半導体装置は、第1導電型のコレクタとなるシリコン
領域と絶縁領域とを持つ半導体基板に、上記コレクタ上
に形成された第2導電型の真性ベ−ス領域と、これに隣
接して外側に真性ベ−ス領域と同一導電型でより高濃度
に形成されたベ−ス引き出し層と、上記真性ベ−ス領域
上に形成された第1導電型のエミッタ層と、エミッタ・
ベ−ス間絶縁膜と、上記エミッタ層に接続形成されたエ
ミッタ電極とを有する半導体装置であって、上記真性ベ
−ス領域が、下層部分のシリコンゲルマニウム(以下S
iGeと称す)ベ−ス層と上層部分のシリコン(以下S
iと称す)ベ−ス層との2層で構成され、上記SiGe
ベ−ス層上のうち、中央部にシリコン膜から成る上記エ
ミッタ層が、それ以外に上記Siベ−ス層が形成される
とともに、上記ベ−ス引き出し層が、上記コレクタ上か
ら上記絶縁領域上にわたって形成され、上記コレクタ上
部分の上記ベ−ス引き出し層が、高濃度Siベ−ス拡散
とその上の高濃度SiGeベ−ス層とその上の高濃度
Siベ−ス層とによって構成され、上記絶縁領域上部分
の上記ベ−ス引き出し層が、高濃度多結晶SiGe層と
その上の高濃度多結晶Si層とによって構成されている
ものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device having a second conductivity type formed on a semiconductor substrate having a silicon region serving as a collector of a first conductivity type and an insulating region. A conductive type intrinsic base region, a base extraction layer formed adjacent to the outside and having the same conductivity type as the intrinsic base region and having a higher concentration, and formed on the intrinsic base region; An emitter layer of the first conductivity type,
A semiconductor device having an inter-base insulating film and an emitter electrode connected to the emitter layer, wherein the intrinsic base region has a lower portion of silicon germanium (hereinafter referred to as S).
iGe) base layer and upper silicon (hereinafter referred to as S
i) and a base layer.
On the base layer, the emitter layer made of a silicon film is formed at the center, and the Si base layer is formed on the emitter layer, and the base extraction layer is formed on the collector from the insulating region. The base extraction layer formed over the collector and having the upper portion of the collector is formed by high-concentration Si base diffusion.
Layer and the high concentration SiGe base thereon - scan layer and the high concentration Si base thereon - is constituted by a scan layer, the insulating region on the portion of the base - scan lead layer is a heavily doped polycrystalline SiGe layer thereof And the upper high-concentration polycrystalline Si layer.

【0014】この発明の請求項2に係る半導体装置の製
造方法は、第1導電型のシリコン領域と絶縁領域を持つ
半導体基板上に、上記シリコン領域上にはエピタキシャ
ル成長、上記絶縁領域上には多結晶成長するように、第
2導電型のシリコンゲルマニウムと第1導電型のシリコ
ンとを連続して成長させて、SiGe薄膜と多結晶Si
Ge薄膜、およびそれらの上のSi薄膜と多結晶Si薄
膜を形成する第1の工程と、上記Si薄膜上のエミッタ
層形成予定領域に、シリコン酸化膜とその上のシリコン
窒化膜とその上のシリコン酸化膜とから成るエミッタ・
ベ−ス形成パタ−ンを形成する第2の工程と、このエミ
ッタ・ベ−ス形成パタ−ン領域以外の上記Si薄膜およ
び上記多結晶Si薄膜中へ第2導電型の不純物をイオン
注入により導入する第3の工程と、次いで上記エミッタ
・ベ−ス形成パタ−ン側壁にシリコン酸化膜からなるサ
イドウォ−ルを形成して、上記エミッタ・ベ−ス形成パ
タ−ンおよび上記サイドウォ−ルの領域以外の上記Si
薄膜および上記多結晶Si薄膜中とその下の上記SiG
e薄膜および上記多結晶SiGe薄膜中とへ、第2導電
型の不純物をイオン注入により導入する第4の工程と、
次いで上記半導体基板を熱処理することにより、導入さ
れた不純物を活性化させて、SiGeベ−ス層とその上
のSiベ−ス層とから成る第2導電型の真性ベ−ス領域
と、高濃度SiGeベ−ス層とその上層および下層の高
濃度Siベ−ス層と高濃度多結晶SiGe層とその上の
高濃度多結晶Si層とから成る第2導電型の高濃度拡散
層を形成し、これによって第1導電型のシリコン膜から
成るエミッタ領域を規定する第5の工程と、次いで上記
エミッタ・ベ−ス形成パタ−ン最上部の上記シリコン酸
化膜および上記サイドウォ−ルを除去した後、上記高濃
度多結晶Si層および上記高濃度多結晶SiGe層を選
択的に除去することにより、上記高濃度拡散層をパタ−
ニングしてベ−ス引き出し層を形成する第6の工程と、
次いで上記エミッタ・ベ−ス形成パタ−ンの上記シリコ
ン窒化膜に覆われていない部分に、上記シリコン窒化膜
下の上記シリコン酸化膜よりも充分厚いシリコン酸化膜
を形成して、上記Siベ−ス層および上記ベ−ス引き出
し層の表面および側面の露出部を覆うエミッタ・ベ−ス
間絶縁膜を形成し、その後上記シリコン窒化膜とその下
の上記シリコン酸化膜を除去する第7の工程とを有する
ものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a semiconductor substrate having a silicon region of a first conductivity type and an insulating region; As the crystal grows, silicon germanium of the second conductivity type and silicon of the first conductivity type are continuously grown to form a SiGe thin film and polycrystalline Si.
A first step of forming a Ge thin film and a Si thin film and a polycrystalline Si thin film thereon, and a silicon oxide film, a silicon nitride film thereon, and a Emitter composed of silicon oxide film
A second step of forming a base-forming pattern, and ion implantation of impurities of the second conductivity type into the Si thin film and the polycrystalline Si thin film other than the emitter-base forming pattern region. A third step of introducing, and then forming a sidewall made of a silicon oxide film on the side wall of the emitter base forming pattern, and forming the side wall of the emitter base forming pattern and the side wall. Si above the region
The SiG in and below the thin film and the polycrystalline Si thin film
a fourth step of introducing an impurity of the second conductivity type into the e thin film and the polycrystalline SiGe thin film by ion implantation;
Then, the semiconductor substrate is subjected to a heat treatment to activate the introduced impurities, thereby to form a second conductivity type intrinsic base region comprising a SiGe base layer and a Si base layer thereon.
And a high-concentration diffusion of the second conductivity type comprising a high- concentration SiGe base layer, an upper and lower high-concentration Si base layer, a high-concentration polycrystalline SiGe layer, and a high-concentration polycrystalline Si layer thereon Forming a layer, thereby forming a first conductive type silicon film.
A fifth step of defining the emitter region, and then removing the silicon oxide film and the sidewall at the top of the emitter base formation pattern, and then forming the high-concentration polycrystalline Si layer and the high-concentration polycrystalline Si layer. By selectively removing the high-concentration polycrystalline SiGe layer, the high-concentration diffusion layer is patterned.
A sixth step of forming a base extraction layer by performing
Then, a silicon oxide film sufficiently thicker than the silicon oxide film under the silicon nitride film is formed on a portion of the emitter base forming pattern which is not covered with the silicon nitride film. A seventh step of forming an emitter-base insulating film covering the exposed portions of the surface and side surfaces of the base layer and the base extraction layer, and thereafter removing the silicon nitride film and the silicon oxide film therebelow. And

【0015】この発明の請求項3に係る半導体装置は、
上記真性ベ−ス領域が、下層部分のSiGeベ−ス層と
上層部分のSiベ−ス層との2層で構成され、上記Si
Geベ−ス層上のうち、中央部にシリコン膜からなるエ
ミッタ層が、それ以外に上記Siベ−ス層が形成される
とともに、上記ベ−ス引き出し層が、上記コレクタ上か
ら上記絶縁領域上にわたって形成され、その上層部分は
高濃度多結晶Si膜から成り、その下層部分は、上記コ
レクタ上の高濃度SiGeベ−ス層とその上の高濃度S
iベ−ス層および上記絶縁領域上の高濃度多結晶SiG
e層とその上の高濃度多結晶Si層によって構成されて
いるものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising:
The intrinsic base region is composed of two layers, a lower SiGe base layer and an upper Si base layer.
On the Ge base layer, an emitter layer made of a silicon film is formed at the center portion, and the Si base layer is formed on the emitter layer, and the base extraction layer is formed on the collector region from above the collector. The upper layer is formed of a high-concentration polycrystalline Si film, and the lower layer is formed of a high-concentration SiGe base layer on the collector and a high-concentration S
High concentration polycrystalline SiG on i-base layer and insulating region
It is composed of an e layer and a high concentration polycrystalline Si layer thereon.

【0016】この発明の請求項4に係る半導体装置の製
造方法は、第1導電型のシリコン領域と絶縁領域を持つ
半導体基板上に、上記シリコン領域上にはエピタキシャ
ル成長、上記絶縁領域上には多結晶成長するように、第
2導電型のシリコンゲルマニウムと第1導電型のシリコ
ンとを連続して成長させて、SiGe薄膜と多結晶Si
Ge薄膜、およびそれらの上のSi薄膜と多結晶Si薄
膜を形成する第1の工程と、上記Si薄膜上のエミッタ
層形成予定領域に、シリコン酸化膜とその上のシリコン
窒化膜とその上のシリコン酸化膜とから成るエミッタ・
ベ−ス形成パタ−ンを形成する第2の工程と、このエミ
ッタ・ベ−ス形成パタ−ン領域以外の上記Si薄膜およ
び上記多結晶Si薄膜中へ第2導電型の不純物をイオン
注入により導入する第3の工程と、次いでエミッタ・ベ
−ス形成パタ−ン側壁にシリコン酸化膜から成るサイド
ウォ−ルを形成し、上記エミッタ・ベ−ス形成パタ−ン
および上記サイドウォ−ルの領域以外のSi薄膜および
多結晶Si薄膜上に、第2導電型の高濃度多結晶シリコ
ン膜を選択成長させる第4の工程と、次いで半導体基板
を熱処理することにより導入された不純物を活性化させ
て、第2導電型の真性ベ−ス領域と、第2導電型の高濃
度拡散層を形成し、これによって第1導電型のエミッタ
領域を規定する第5の工程と、次いで上記エミッタ・ベ
−ス形成パタ−ン最上部のシリコン酸化膜および上記サ
イドウォ−ルを除去した後、上記高濃度拡散層をパタ−
ニングしてベ−ス引き出し層を形成する第6の工程と、
次いで上記エミッタ・ベ−ス形成パタ−ンの上記シリコ
ン窒化膜に覆われていない部分に、上記シリコン窒化膜
下の上記シリコン酸化膜よりも充分厚いシリコン酸化膜
を形成して、上記Siベ−ス層および上記ベ−ス引き出
し層の表面および側面の露出部を覆うエミッタ・ベ−ス
間絶縁膜を形成し、その後上記シリコン窒化膜とその下
の上記シリコン酸化膜を除去する第7の工程とを有する
ものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device, a semiconductor substrate having a first conductivity type silicon region and an insulating region is epitaxially grown on the silicon region and multi-layered on the insulating region. As the crystal grows, silicon germanium of the second conductivity type and silicon of the first conductivity type are continuously grown to form a SiGe thin film and polycrystalline Si.
A first step of forming a Ge thin film and a Si thin film and a polycrystalline Si thin film thereon, and a silicon oxide film, a silicon nitride film thereon, and a Emitter composed of silicon oxide film
A second step of forming a base-forming pattern, and ion implantation of impurities of the second conductivity type into the Si thin film and the polycrystalline Si thin film other than the emitter-base forming pattern region. A third step of introducing, and then forming a sidewall made of a silicon oxide film on the side wall of the emitter base forming pattern, and excluding the region of the emitter base forming pattern and the side wall. A fourth step of selectively growing a second-conductivity-type high-concentration polycrystalline silicon film on the Si thin film and the polycrystalline Si thin film, and then activating the introduced impurities by heat-treating the semiconductor substrate; Forming an intrinsic base region of the second conductivity type and a high-concentration diffusion layer of the second conductivity type;
A fifth step of defining a region, and then removing the silicon oxide film and the sidewall at the top of the emitter base formation pattern, and then patterning the high concentration diffusion layer.
A sixth step of forming a base extraction layer by performing
Then, a silicon oxide film sufficiently thicker than the silicon oxide film under the silicon nitride film is formed on a portion of the emitter base forming pattern which is not covered with the silicon nitride film. A seventh step of forming an emitter-base insulating film covering the exposed portions of the surface and side surfaces of the base layer and the base extraction layer, and thereafter removing the silicon nitride film and the silicon oxide film therebelow. And

【0017】この発明の請求項5に係る半導体装置は、
エミッタ電極およびベ−ス引き出し層上に金属シリサイ
ド層を形成したものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising:
A metal silicide layer is formed on an emitter electrode and a base extraction layer.

【0018】この発明の請求項6に係る半導体の製造方
法は、エミッタ電極形成後、このエミッタ電極領域以外
のエミッタ・ベ−ス間絶縁膜を除去し、エミッタ電極お
よびベ−ス引き出し層上に選択的に金属シリサイド層を
形成するものである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor, after the formation of the emitter electrode, the emitter-base insulating film other than the emitter electrode region is removed and the emitter electrode and the base extraction layer are removed. A metal silicide layer is selectively formed.

【0019】[0019]

【作用】この発明における半導体装置は、コレクタおよ
びエミッタ層と接合を形成する部分の真性ベ−ス領域
が、シリコンよりもバンドギャップの狭いシリコンゲル
マニウムで形成されたヘテロ接合であるため、前述した
ように、BipTrの電流増幅率hFEを低下させること
なく真性ベ−ス領域の不純物濃度を上げることができ、
高fT化が実現できる。またSiGeベ−ス層となるS
iGe薄膜とエミッタ層となるSi薄膜とを連続して成
長させているため、エミッタ・ベ−ス間の界面準位の発
生が防止できリ−ク電流を低減できる。さらにエミッタ
・ベ−ス形成パタ−ンにサイドウォ−ルを形成して、ベ
−ス引き出し層形成のための注入マスクに用いているた
め、エミッタ層とベ−ス引き出し層との間隔をセルフア
ラインで微細に決定でき、真性ベ−ス領域の面積も低減
されるので、微細化、高速化が促進できる。
In the semiconductor device according to the present invention, as described above, the intrinsic base region where the junction with the collector and emitter layers is formed is a heterojunction formed of silicon germanium having a narrower band gap than silicon. It can be increased impurity concentration of the source region, - the intrinsic base without reducing the current amplification factor h FE of BipTr
High f T can be realized. In addition, S serving as a SiGe base layer
Since the iGe thin film and the Si thin film serving as the emitter layer are continuously grown, the generation of the interface state between the emitter and the base can be prevented, and the leak current can be reduced. Further, since a sidewall is formed on the emitter / base forming pattern and is used as an implantation mask for forming the base lead layer, the distance between the emitter layer and the base lead layer is self-aligned. And the area of the intrinsic base region is reduced, so that miniaturization and high speed can be promoted.

【0020】また、サイドウォ−ル形成後に多結晶シリ
コン膜を選択成長させて、この多結晶シリコン膜をベ−
ス引き出し層の上層部分として用いるので、ベ−ス引き
出し層の膜厚を厚く形成することができ、ベ−ス引き出
し層の抵抗を低く抑えることができる。
After the formation of the sidewalls, a polycrystalline silicon film is selectively grown, and this polycrystalline silicon film is
Since the base extraction layer is used as an upper layer, the thickness of the base extraction layer can be increased, and the resistance of the base extraction layer can be reduced.

【0021】また、エミッタ電極およびベ−ス引き出し
層上に金属シリサイド層を形成するため、エミッタ電極
およびベ−ス引き出し層の抵抗を低く抑えることができ
る。
Further, since the metal silicide layer is formed on the emitter electrode and the base extraction layer, the resistance of the emitter electrode and the base extraction layer can be reduced.

【0022】[0022]

【実施例】実施例1.以下、この発明の一実施例を図に
ついて説明する。なお、従来の技術と重複する箇所は、
適宜その説明を省略する。図1はこの発明の実施例1に
よる半導体装置の構造を、ヘテロ接合Bip構造のnp
nトランジスタについて示した断面図である。
[Embodiment 1] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the point which overlaps with the conventional technology is
The description thereof will be omitted as appropriate. FIG. 1 shows the structure of a semiconductor device according to Embodiment 1 of the present invention,
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an n-transistor.

【0023】図において、1〜3および6は従来のもの
と同じもの、25は絶縁領域としてのシリコン酸化膜、
26はp型SiGeベ−ス層、27はp型SiGeベ−
ス層26上に形成されたp型Siベ−ス層、28はp型
のSiGeベ−ス層26およびSiベ−ス層27から成
る真性ベ−ス領域、29は高濃度SiGeベ−ス層とし
てのp+型SiGeベ−ス層、30,31はp+型SiG
eベ−ス層29の上層および下層にそれぞれ形成された
高濃度Siベ−ス層としてのp+型Siベ−ス層、32
はp+型SiGeベ−ス層29に隣接してシリコン酸化
膜25上に形成された高濃度多結晶SiGe層としての
+型多結晶SiGe層、33はp+型多結晶SiGe層
32上に形成された高濃度多結晶Si層としてのp+
多結晶Si層、34は29〜34のp+型領域で構成さ
れるベ−ス引き出し層である。35はエミッタ層として
のn型Siエミッタ層、36はエミッタ・ベ−ス間絶縁
膜としての絶縁用シリコン酸化膜、37はn+型多結晶
Siエミッタ電極、38はパッシベ−ション膜、39は
金属配線層である。
In the figure, 1 to 3 and 6 are the same as those of the prior art, 25 is a silicon oxide film as an insulating region,
26 is a p-type SiGe base layer, and 27 is a p-type SiGe base layer.
A p-type Si base layer formed on the base layer 26; 28, an intrinsic base region composed of the p-type SiGe base layer 26 and the Si base layer 27; 29, a high-concentration SiGe base. P + -type SiGe base layers as layers, 30 and 31 are p + -type SiG
a p + -type Si base layer 32 as a high-concentration Si base layer formed on the upper and lower layers of the e-base layer 29, respectively;
The p + -type SiGe base - p + -type polycrystalline SiGe layer as heavily doped polycrystalline SiGe layer on the scan layer 29 is formed on the silicon oxide film 25 adjacent, 33 p + -type polycrystalline SiGe layer 32 on p + -type polycrystalline Si layer as a heavily doped polycrystalline Si layer formed, 34 is composed of base with p + -type region of 29 to 34 - is a scan lead layer. 35 is an n-type Si emitter layer as an emitter layer; 36 is an insulating silicon oxide film as an emitter-base insulating film; 37 is an n + -type polycrystalline Si emitter electrode; 38 is a passivation film; It is a metal wiring layer.

【0024】このように構成されるBipTrの製造方
法を図2〜図8に基づいて以下に示す。まずp型の基板
1に、n+型埋め込み層2、n型エピタキシャル層3、
酸化膜25およびコレクタ引き出し層6を形成する(図
2)。この後の製造方法は、図2のA部分のみを示して
説明する。次に、基板1上の全面に、p型不純物が約1
18〜1020cm-3含まれたSi1-xGex(x=0.
1〜0.3)薄膜40とn型不純物が約1016〜1018
cm-3含まれたSi薄膜41を連続してエピタキシャル
成長させる。このとき下地がシリコン酸化膜25の部分
はそれぞれ多結晶Si1-xGex薄膜42および多結晶
Si薄膜43となる。さらにその上の全面にシリコン酸
化膜44、シリコン窒化膜45およびシリコン酸化膜4
6を順次堆積する(図3)。
A method of manufacturing the BipTr thus configured will be described below with reference to FIGS. First, an n + type buried layer 2, an n type epitaxial layer 3,
An oxide film 25 and a collector lead layer 6 are formed (FIG. 2). The subsequent manufacturing method will be described with reference to only the portion A in FIG. Next, a p-type impurity of about 1
0 18 ~10 20 cm -3 included the Si 1-x Gex (x = 0.
1 to 0.3) The thin film 40 and the n-type impurity are about 10 16 to 10 18
The Si thin film 41 containing cm −3 is continuously grown epitaxially. At this time, the portions where the underlayer is the silicon oxide film 25 become the polycrystalline Si 1-x Gex thin film 42 and the polycrystalline Si thin film 43, respectively. The silicon oxide film 44, the silicon nitride film 45 and the silicon oxide film 4
6 are sequentially deposited (FIG. 3).

【0025】次に、基板1上の全面にホトレジスト膜4
7を形成して、ホトリソグラフィ技術によりパタ−ン化
する。このレジストパタ−ン47をマスクにして下地の
シリコン酸化膜46、シリコン窒化膜45およびシリコ
ン酸化膜44を順次異方性エッチングにより除去して上
記3つの膜によるエミッタ・ベ−ス形成パタ−ン48を
形成する。この後、基板1上からp型のBイオンあるい
はBF2イオンを、約1014cm-2の注入量でSi薄膜
41および多結晶Si薄膜43にイオン注入する(図
4)。次に、ホトレジスト膜47を除去した後、基板1
上の全面にシリコン酸化膜を約200nmの膜厚に堆積
し、このシリコン酸化膜の全面を異方性エッチングする
ことにより、エミッタ.ベ−ス形成パタ−ン48の側壁
にサイドウォ−ル49を形成する。その後、基板1上か
らp型のBイオンあるいはBF2イオンを、1015〜1
16cm-2の注入量でSi薄膜41,多結晶Si薄膜4
3,およびその下のSi1-xGex薄膜40、多結晶S
1-xGex薄膜42にイオン注入する(図5)。
Next, a photoresist film 4 is formed on the entire surface of the substrate 1.
7 is formed and patterned by photolithography. Using the resist pattern 47 as a mask, the underlying silicon oxide film 46, silicon nitride film 45, and silicon oxide film 44 are sequentially removed by anisotropic etching to form an emitter base forming pattern 48 of the three films. To form Thereafter, p-type B ions or BF 2 ions are implanted from above the substrate 1 into the Si thin film 41 and the polycrystalline Si thin film 43 with an implantation amount of about 10 14 cm −2 (FIG. 4). Next, after removing the photoresist film 47, the substrate 1
A silicon oxide film is deposited to a thickness of about 200 nm on the entire upper surface, and the entire surface of the silicon oxide film is anisotropically etched to form an emitter. A side wall 49 is formed on the side wall of the base forming pattern 48. Thereafter, a p-type B ions or BF 2 ions from the substrate 1, 10 15 to 1
The Si thin film 41 and the polycrystalline Si thin film 4 are implanted at a dose of 0 16 cm -2.
3, and underlying Si 1-x Gex thin film 40, polycrystalline S
Ions are implanted into the i 1-x Gex thin film 42 (FIG. 5).

【0026】次に、基板1を熱処理して注入されたp型
の不純物を活性化することにより、Si薄膜41のうち
エミッタ・ベ−ス形成パタ−ン48の下層部分のみがn
型として残ってn型Siエミッタ35となり、サイドウ
ォ−ル49の下層部分にp型Siベ−ス層27が、n型
Siエミッタ層35およびp型Siベ−ス層27の下層
にp型ベ−ス層26が形成されて真性ベ−ス領域28を
構成し、これらの外側にp+型の拡散層が形成される。
このp+型の拡散層はp+型Siベ−ス層31とその上の
+型SiGeベ−ス層29とその上のp+型ベ−ス層3
0およびシリコン酸化膜25上のp+型多結晶SiGe
層32とその上のp+型多結晶Si層33とで構成され
る。その後、エミッタ・ベ−ス形成パタ−ン48の最上
部のシリコン酸化膜46およびサイドウォ−ル49を除
去した後、基板1上の全面にホトレジスト膜50を形成
しホトリソグラフィ技術によりパタ−ン化する。このレ
ジストパタ−ン50をマスクにして下地のp+型多結晶
Si層33およびp+型多結晶SiGe層32をエッチ
ング除去することにより、上記p+型の拡散層をパタ−
ニングしてベ−ス引き出し層34を形成する(図6)。
Next, the substrate 1 is heat-treated to activate the implanted p-type impurities, so that only the lower layer portion of the emitter-base forming pattern 48 of the Si thin film 41 is n-type.
The n-type Si emitter 35 remains as a mold and becomes a p-type Si base layer 27 under the sidewall 49, and a p-type base layer under the n-type Si emitter layer 35 and the p-type Si base layer 27. A base layer 26 is formed to form an intrinsic base region 28, and ap + type diffusion layer is formed outside these regions.
The p + -type diffusion layer comprises a p + -type Si base layer 31, a p + -type SiGe base layer 29 thereon, and a p + -type base layer 3 thereon.
0 and p + -type polycrystalline SiGe on silicon oxide film 25
It comprises a layer 32 and a p + -type polycrystalline Si layer 33 thereon. Thereafter, after removing the uppermost silicon oxide film 46 and the side wall 49 of the emitter-base forming pattern 48, a photoresist film 50 is formed on the entire surface of the substrate 1 and patterned by photolithography. I do. By using the resist pattern 50 as a mask, the underlying p + -type polycrystalline Si layer 33 and the p + -type polycrystalline SiGe layer 32 are removed by etching, whereby the p + -type diffusion layer is patterned.
To form a base extraction layer 34 (FIG. 6).

【0027】次に、ホトレジスト膜50を除去した後、
基板1表面を600〜800℃で酸化して、エミッタ・
ベ−ス形成パタ−ン48のシリコン酸化膜44よりも充
分厚いシリコン酸化膜36を形成する。このシリコン酸
化膜36は、シリコン窒化膜45で覆われた部分には形
成されないが、p+型多結晶SiGe層32を含むベ−
ス引き出し層34側面には形成される(図7)。次に、
エミッタ・ベ−ス形成パタ−ン48におけるシリコン窒
化膜45およびシリコン酸化膜44を順次エッチング除
去して、n型Siエミッタ層35表面を露出する開口部
51を形成する。この開口部51を埋めるように、基板
1上の全面にn+型の不純物が導入された多結晶Si膜
を堆積する。その後、このn+型多結晶Si膜上の全面
にホトレジスト膜を形成し、ホトリソグラフィ技術によ
りパタ−ン化し、そのレジストパタ−ン52をマスクに
して下地のn+型多結晶Si膜をエッチング除去するこ
とにより、n+型多結晶Siエミッタ電極37を形成す
る(図8)。
Next, after removing the photoresist film 50,
The surface of the substrate 1 is oxidized at 600 to 800 ° C.
A silicon oxide film 36 which is sufficiently thicker than the silicon oxide film 44 of the base forming pattern 48 is formed. This silicon oxide film 36 is not formed in the portion covered with the silicon nitride film 45, but is formed on the base including the p + -type polycrystalline SiGe layer 32.
It is formed on the side surface of the extraction layer 34 (FIG. 7). next,
The silicon nitride film 45 and the silicon oxide film 44 in the emitter base forming pattern 48 are sequentially etched and removed to form an opening 51 exposing the surface of the n-type Si emitter layer 35. A polycrystalline Si film doped with n + -type impurities is deposited on the entire surface of the substrate 1 so as to fill the opening 51. Thereafter, a photoresist film is formed on the entire surface of the n + -type polycrystalline Si film, patterned by photolithography, and the underlying n + -type polycrystalline Si film is removed by etching using the resist pattern 52 as a mask. Thus, an n + -type polycrystalline Si emitter electrode 37 is formed (FIG. 8).

【0028】次に、ホトレジスト膜52を除去した後、
基板1上の全面にパシベ−ション膜38を堆積する。そ
の後、n+型多結晶Siエミッタ電極37、p+型ベ−ス
引き出し層34、およびn+型コレクタ引き出し層6に
それぞれ接続するように、コンタクトホ−ルを形成し、
電極配線層39を形成する(図1参照)。
Next, after removing the photoresist film 52,
A passivation film 38 is deposited on the entire surface of the substrate 1. Thereafter, contact holes are formed so as to be connected to the n + -type polycrystalline Si emitter electrode 37, the p + -type base extraction layer 34, and the n + -type collector extraction layer 6, respectively.
An electrode wiring layer 39 is formed (see FIG. 1).

【0029】このように構成されるBipTrは、真性
ベ−ス領域28にシリコンよりもバンドギャップの狭い
シリコンゲルマニウムを用いたヘテロ接合BipTrで
あるため、BipTrの電流増幅率hFEを低下させるこ
となく真性ベ−ス領域28の濃度を上げることができ、
高fT化が実現できる。またp型SiGeベ−ス層26
となるSiGe薄膜40とn型Siエミッタ層35とな
るSi薄膜41を連続して成長させているため、エミッ
タ・ベ−ス間の界面準位の発生が防止できリ−ク電流を
低減できる。また、エミッタ・ベ−ス形成パタ−ン48
にサイドウォ−ル49を形成して、ベ−ス引き出し層3
4形成のための注入マスクに用いているため、従来のヘ
テロ接合BipTrでは不可能であったセルフアライン
のプロセスで、n型Siエミッタ層35とベ−ス引き出
し層34との間隔を微細に決定でき、真性ベ−ス領域2
8の面積も低減できる。このためベ−ス28とコレクタ
3とで作られる寄生容量の面積も低減され、微細化、高
速化が促進できる。
[0029] BipTr configured in this way, the intrinsic base - for heterozygous BipTr used in source region 28 a narrow silicon germanium bandgap than silicon, without reducing the current amplification factor h FE of BipTr The density of the intrinsic base region 28 can be increased,
High f T can be realized. Also, a p-type SiGe base layer 26
Since the SiGe thin film 40 to be formed and the Si thin film 41 to be the n-type Si emitter layer 35 are continuously grown, the generation of the interface state between the emitter and the base can be prevented, and the leak current can be reduced. Also, an emitter-base forming pattern 48 is formed.
Side wall 49 is formed on the base extraction layer 3
4, the distance between the n-type Si emitter layer 35 and the base extraction layer 34 is finely determined by a self-alignment process that was impossible with the conventional heterojunction BipTr. Intrinsic base region 2
8 can also be reduced. For this reason, the area of the parasitic capacitance formed by the base 28 and the collector 3 is reduced, and miniaturization and high-speed operation can be promoted.

【0030】実施例2.図9はこの発明の実施例2によ
るBipTrの構造を示す断面図である。上記実施例1
のベ−ス引き出し層34を厚く形成するようにしたもの
で、ベ−ス引き出し層34の上層部分は高濃度多結晶S
i膜としてのp+型多結晶Si膜53から成り、下層部
分は、コレクタ3上の高濃度SiGeベ−ス層としての
+型SiGeベ−ス層54とその上の高濃度Siベ−
ス層としてのp+型Siベ−ス層55、およびシリコン
酸化膜25上の高濃度多結晶SiGe層としてのp+
多結晶SiGe層56とその上の高濃度多結晶Si層と
してのp+型多結晶シリコン層57で構成される。その
他の部分は実施例1と同様である。
Embodiment 2 FIG. FIG. 9 is a sectional view showing the structure of a BipTr according to the second embodiment of the present invention. Example 1 above
The base extraction layer 34 is formed to be thick, and the upper part of the base extraction layer 34 is formed of a high-concentration polycrystalline S
A p + -type polycrystalline Si film 53 serving as an i-film is formed. The lower layer portion is a p + -type SiGe base layer 54 serving as a high-concentration SiGe base layer on the collector 3 and a high-concentration Si base layer thereon.
P + -type Si base layer 55 as a source layer, p + -type polycrystalline SiGe layer 56 as a high-concentration polycrystalline SiGe layer on silicon oxide film 25, and p + It is composed of a + type polycrystalline silicon layer 57. Other parts are the same as in the first embodiment.

【0031】以下、製造方法を図10〜図13に基づい
て説明する。まず実施例1と同様に、エミッタ・ベ−ス
形成パタ−ン48を形成してp型不純物のイオン注入ま
での工程を行う(図2〜図4参照)。次に、実施例1と
同様にサイドウォ−ル49を形成した後、エミッタ・ベ
−ス形成パタ−ン48およびサイドウォ−ル49の領域
以外のSi薄膜41および多結晶Si薄膜43上にp+
型多結晶Si膜53を選択成長させる。このp+型多結
晶Si膜53は、多結晶Si膜の成長時にp型不純物を
導入するか、あるいは成長後にp型不純物イオンを注入
したものである(図10)。
Hereinafter, the manufacturing method will be described with reference to FIGS. First, in the same manner as in the first embodiment, an emitter-base forming pattern 48 is formed and steps up to ion implantation of a p-type impurity are performed (see FIGS. 2 to 4). Next, after a sidewall 49 is formed in the same manner as in the first embodiment, p + is formed on the Si thin film 41 and the polycrystalline Si thin film 43 other than the emitter-base forming pattern 48 and the region of the sidewall 49.
The type polycrystalline Si film 53 is selectively grown. The p + -type polycrystalline Si film 53 is obtained by introducing a p-type impurity during the growth of the polycrystalline Si film or by implanting p-type impurity ions after the growth (FIG. 10).

【0032】次に、基板1を熱処理することによって、
+型多結晶Si膜53内のp型不純物とSi薄膜41
および多結晶Si薄膜43内に既に注入されたp型不純
物を拡散させてn型Siエミッタ層35、真性ベ−ス領
域28およびp+型拡散層を形成する。その後実施例1
と同様にシリコン酸化膜46およびサイドウォ−ル49
を除去した後、上記p+型拡散層をパタ−ニングしてベ
−ス引き出し層34を形成する(図11)。次に実施例
1と同様にシリコン酸化膜36を形成し(図12)、シ
リコン窒化膜45およびシリコン酸化膜44をエッチン
グ除去した後、n+型多結晶Siエミッタ電極37を形
成する(図13)。
Next, by subjecting the substrate 1 to a heat treatment,
P-type impurity in p + -type polycrystalline Si film 53 and Si thin film 41
The n-type Si emitter layer 35, the intrinsic base region 28, and the p + -type diffusion layer are formed by diffusing the p-type impurity already implanted in the polycrystalline Si thin film 43. Then Example 1
Similarly, silicon oxide film 46 and side wall 49
Then, the p + -type diffusion layer is patterned to form a base extraction layer 34 (FIG. 11). Next, a silicon oxide film 36 is formed in the same manner as in Example 1 (FIG. 12), and after removing the silicon nitride film 45 and the silicon oxide film 44 by etching, an n + -type polycrystalline Si emitter electrode 37 is formed (FIG. 13). ).

【0033】上記実施例2では、p+型多結晶Si膜5
3を形成することにより、実施例1に比べてベ−ス引き
出し層34を厚く形成することができる。このため実施
例1の効果にさらにベ−ス引き出し層34の低抵抗化の
効果を併せて有する。
In the second embodiment, the p + -type polycrystalline Si film 5
By forming 3, the base lead-out layer 34 can be formed thicker than in the first embodiment. Therefore, the effect of lowering the resistance of the base extraction layer 34 is further obtained in addition to the effect of the first embodiment.

【0034】実施例3.図14はこの発明の実施例3に
よるBipTrの構造を示す断面図である。これは、上
記実施例1におけるn+型多結晶Siエミッタ電極37
およびベ−ス引き出し層34上に金属シリサイド層とし
てのTiSi2層58を形成したものである。このBi
pTrの製造方法は、実施例1と同様にn+型多結晶S
iエミッタ電極37形成後(図8参照)、続いてこのエ
ミッタ電極37形成のためのレジストパタ−ン52をマ
スクにしてシリコン酸化膜36をエッチングしてTiS
2層58を選択的にシリコンおよびポリシリコン表面
のみに形成する。選択的にTiSi2層58を形成する
には、まず基板1上の全面にTi膜を堆積し、基板1上
に600〜700゜Cのアニ−ル処理を行うと、下地に
シリコンまたはポリシリコンがある領域にのみTiSi
層が形成される。この後、未反応のTi膜を除去し、再
度約800゜Cで基板1にアニ−ル処理を行うと、n+
型多結晶Siエミッタ電極37およびベ−ス引き出し層
34上にTiSi2層58が形成される(図15)。
Embodiment 3 FIG. FIG. 14 is a sectional view showing the structure of a BipTr according to the third embodiment of the present invention. This corresponds to the n + -type polycrystalline Si emitter electrode 37 in the first embodiment.
And a TiSi 2 layer 58 as a metal silicide layer formed on the base extraction layer 34. This Bi
The manufacturing method of pTr is the same as that of Example 1 except that n + -type polycrystalline S
After the formation of the i-emitter electrode 37 (see FIG. 8), the silicon oxide film 36 is etched using the resist pattern 52 for forming the emitter electrode 37 as a mask to form TiS.
The i 2 layer 58 is selectively formed only on the silicon and polysilicon surfaces. In order to selectively form the TiSi 2 layer 58, first, a Ti film is deposited on the entire surface of the substrate 1 and an annealing process is performed on the substrate 1 at a temperature of 600 to 700 ° C. TiSi only in certain areas
A layer is formed. Thereafter, the unreacted Ti film is removed and the substrate 1 is annealed again at about 800 ° C. to obtain n +
A TiSi 2 layer 58 is formed on type polycrystalline Si emitter electrode 37 and base extraction layer 34 (FIG. 15).

【0035】上記実施例3では、TiSi2層58の形
成によって、実施例1の効果にさらにエミッタ電極37
およびベ−ス引き出し層34の低抵抗化の効果を併せて
有する。
In the third embodiment, by forming the TiSi 2 layer 58, the effect of the first embodiment can be further enhanced.
In addition, it has the effect of reducing the resistance of the base extraction layer 34.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、シリ
コンゲルマニウムをベ−スに用いたヘテロ接合BipT
rをセルフアラインを使用したプロセスで製造したため
に、電流増幅率hFEを低下させることなくベ−スの不純
物濃度を上げることができ高fT化が実現できる半導体
装置の、ベ−ス面積低減による微細化、高速化が達成で
きるとともに、ベ−スとなるSiGe薄膜とエミッタと
なるSi薄膜を連続して成長させたため、ベ−スとエミ
ッタとの間の界面準位の発生を防止してリ−ク電流を低
減し、信頼性を向上させる。また、シリコン領域上には
エピタキシャル成長、絶縁領域上には多結晶成長するよ
うに、第2導電型のシリコンゲルマニウムと第1導電型
のシリコンとを連続して成長させて、SiGe薄膜と多
結晶SiGe薄膜、およびそれらの上のSi薄膜と多結
晶Si薄膜を形成しているため、このエミッタとなるS
i薄膜のみをエッチングする必要がなく、プロセスが容
易となる。
As described above, according to the present invention, a heterojunction BipT using silicon germanium as a base is provided.
For the production of r in the process using the self-aligned, base without reducing the current amplification factor h FE - scan impurity concentration can increase the high f T of that of the semiconductor device can be realized, the base - scan area reduction Miniaturization and high speed can be achieved, and the SiGe thin film serving as the base and the Si thin film serving as the emitter are continuously grown, thereby preventing the generation of the interface state between the base and the emitter. Reduces leakage current and improves reliability. Also, on the silicon area
Epitaxial growth, polycrystalline growth on insulating region
Thus, the second conductivity type silicon germanium and the first conductivity type
Of silicon is continuously grown to form a SiGe thin film
Polycrystalline SiGe thin films and Si thin films on them
Since a polycrystalline Si thin film is formed, the S
It is not necessary to etch only the i thin film,
It will be easier.

【0037】また、ベ−ス引き出し層の上層部分に高濃
度多結晶Si膜を形成することでベ−ス引き出し層の膜
厚を厚く形成させたので、さらにベ−ス引き出し層の低
抵抗化が図れる。
Further, since the base extraction layer is formed thicker by forming a high-concentration polycrystalline Si film on the upper part of the base extraction layer, the resistance of the base extraction layer is further reduced. Can be achieved.

【0038】また、エミッタ電極およびベ−ス引き出し
層上に、金属シリサイド層を選択的に形成させたので、
さらに、エミッタ電極およびベ−ス引き出し層の低抵抗
化が図れる。
Further, since the metal silicide layer is selectively formed on the emitter electrode and the base extraction layer,
Further, the resistance of the emitter electrode and the base extraction layer can be reduced.

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

【図1】この発明の実施例1による半導体装置の構造を
示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a structure of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明の実施例1による半導体装置の製造方
法の一工程を示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing one step of a method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】この発明の実施例1による半導体装置の製造方
法の一工程を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a step of the method for manufacturing the semiconductor device according to Embodiment 1 of the present invention.

【図4】この発明の実施例1による半導体装置の製造方
法の一工程を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a step of the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図5】この発明の実施例1による半導体装置の製造方
法の一工程を示す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing one step of a method for manufacturing a semiconductor device according to Embodiment 1 of the present invention;

【図6】この発明の実施例1による半導体装置の製造方
法の一工程を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a step of the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図7】この発明の実施例1による半導体装置の製造方
法の一工程を示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a step of the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図8】この発明の実施例1による半導体装置の製造方
法の一工程を示す断面図である。
FIG. 8 is a sectional view showing one step of a method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図9】この発明の実施例2による半導体装置の構造を
示す断面図である。
FIG. 9 is a sectional view showing a structure of a semiconductor device according to Embodiment 2 of the present invention;

【図10】この発明の実施例2による半導体装置の製造
方法の一工程を示す断面図である。
FIG. 10 is a sectional view showing one step of a method for manufacturing a semiconductor device according to Embodiment 2 of the present invention;

【図11】この発明の実施例2による半導体装置の製造
方法の一工程を示す断面図である。
FIG. 11 is a sectional view showing one step of a method for manufacturing a semiconductor device according to Embodiment 2 of the present invention;

【図12】この発明の実施例2による半導体装置の製造
方法の一工程を示す断面図である。
FIG. 12 is a sectional view showing one step of a method of manufacturing a semiconductor device according to Embodiment 2 of the present invention;

【図13】この発明の実施例2による半導体装置の製造
方法の一工程を示す断面図である。
FIG. 13 is a sectional view showing one step of a method of manufacturing a semiconductor device according to Embodiment 2 of the present invention;

【図14】この発明の実施例3による半導体装置の構造
を示す断面図である。
FIG. 14 is a sectional view showing a structure of a semiconductor device according to Embodiment 3 of the present invention;

【図15】この発明の実施例3による半導体装置の製造
方法を示す断面図である。
FIG. 15 is a sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention;

【図16】従来のホモ接合BipTrの構造を示す断面
図である。
FIG. 16 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional homozygous BipTr.

【図17】従来のヘテロBipTrの構造を示す断面図
である。
FIG. 17 is a cross-sectional view showing a structure of a conventional hetero BipTr.

【図18】従来のヘテロ接合BipTrの製造方法の一
工程を示す断面図である。
FIG. 18 is a cross-sectional view showing one step of a conventional method for manufacturing a heterojunction BipTr.

【図19】従来のヘテロ接合BipTrの製造方法の一
工程を示す断面図である。
FIG. 19 is a cross-sectional view showing one step of a conventional method for manufacturing a heterojunction BipTr.

【図20】従来のヘテロ接合BipTrの製造方法の一
工程を示す断面図である。
FIG. 20 is a cross-sectional view showing one step of a conventional method for manufacturing a heterojunction BipTr.

【図21】従来のヘテロ接合BipTrの製造方法の一
工程を示す断面図である。
FIG. 21 is a cross-sectional view showing one step of a conventional method for manufacturing a heterojunction BipTr.

【図22】従来のヘテロ接合BipTrの製造方法の一
工程を示す断面図である。
FIG. 22 is a cross-sectional view showing one step of a conventional method for manufacturing a heterojunction BipTr.

【図23】従来のヘテロ接合BipTrの製造方法の一
工程を示す断面図である。
FIG. 23 is a cross-sectional view showing one step of a conventional method for manufacturing a heterojunction BipTr.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 3 コレクタとなるシリコン領域 25 絶縁領域としてのシリコン酸化膜 26 SiGeベ−ス層 27 Siベ−ス層 28 真性ベ−ス領域 29 高濃度SiGeベ−ス層としてのp+SiGe
ベ−ス層 30,31 高濃度Siベ−ス層としてのp+型Siベ
−ス層 32 高濃度多結晶SiGe層としてのp+型多結晶S
iGe層 33 高濃度多結晶Si層としてのp+型多結晶Si層 34 ベ−ス引き出し層 35 エミッタ層としてのn型Siエミッタ層 36 エミッタ・ベ−ス間絶縁膜としてのシリコン酸化
膜 37 エミッタ電極 40 SiGe薄膜 41 Si薄膜 42 多結晶SiGe薄膜 43 多結晶Si薄膜 44 シリコン酸化膜 45 シリコン窒化膜 46 シリコン酸化膜 48 エミッタ・ベ−ス形成パタ−ン 49 サイドウォ−ル 53 高濃度多結晶Si膜としてのp+型多結晶Si膜 54 高濃度SiGeベ−ス層としてのp+型SiGe
ベ−ス層 55 高濃度Siベ−ス層としてのp+型Siベ−ス層 56 高濃度多結晶SiGe層としてのp+型多結晶S
iGe層 57 高濃度多結晶Si層としてのp+型多結晶Si層 58 金属シリサイド層としてのTiSi2
Reference Signs List 1 semiconductor substrate 3 silicon region serving as collector 25 silicon oxide film serving as insulating region 26 SiGe base layer 27 Si base layer 28 intrinsic base region 29 p + type SiGe serving as high-concentration SiGe base layer
Base layer 30, 31 p + -type Si base layer as high-concentration Si base layer 32 p + -type polycrystalline S as high-concentration polycrystalline SiGe layer
iGe layer 33 p + -type polycrystalline Si layer as high-concentration polycrystalline Si layer 34 base extraction layer 35 n-type Si emitter layer as emitter layer 36 silicon oxide film as emitter-base insulating film 37 emitter Electrode 40 SiGe thin film 41 Si thin film 42 Polycrystalline SiGe thin film 43 Polycrystalline Si thin film 44 Silicon oxide film 45 Silicon nitride film 46 Silicon oxide film 48 Emitter-base forming pattern 49 Side wall 53 High-concentration polycrystalline Si film P + -type polycrystalline Si film 54 as p + -type SiGe as high-concentration SiGe base layer
Base layer 55 p + -type Si base layer as high-concentration Si base layer 56 p + -type polycrystalline S as high-concentration polycrystalline SiGe layer
iGe layer 57 p + -type polycrystalline Si layer as high-concentration polycrystalline Si layer 58 TiSi 2 layer as metal silicide layer

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1導電型のコレクタとなるシリコン領
域と絶縁領域とを持つ半導体基板に、上記コレクタ上に
形成された第2導電型の真性ベ−ス領域と、これに隣接
して外側に真性ベ−ス領域と同一導電型でより高濃度に
形成されたベ−ス引き出し層と、上記真性ベ−ス領域上
に形成された第1導電型のエミッタ層と、エミッタ・ベ
−ス間絶縁膜と、上記エミッタ層に接続形成されたエミ
ッタ電極とを有する半導体装置において、 上記真性ベ−ス領域が、下層部分のシリコンゲルマニウ
ム(以下SiGeと称す)ベ−ス層と上層部分のシリコ
ン(以下Siと称す)ベ−ス層との2層で構成され、上
記SiGeベ−ス層上のうち、中央部にシリコン膜から
成る上記エミッタ層が、それ以外に上記Siベ−ス層が
形成されるとともに、上記ベ−ス引き出し層が、上記コ
レクタ上から上記絶縁領域上にわたって形成され、上記
コレクタ上部分の上記ベ−ス引き出し層が、高濃度Si
ベ−ス拡散層とその上の高濃度SiGeベ−ス層とその
上の高濃度Siベ−ス層とによって構成され、上記絶縁
領域上部分の上記ベ−ス引き出し層が、高濃度多結晶S
iGe層とその上の高濃度多結晶Si層とによって構成
されていることを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor substrate having a silicon region serving as a collector of a first conductivity type and an insulating region, an intrinsic base region of a second conductivity type formed on the collector, and an outer region adjacent to the intrinsic base region. A base extraction layer formed of the same conductivity type as the intrinsic base region and having a higher concentration, an emitter layer of the first conductivity type formed on the intrinsic base region, and an emitter base. In a semiconductor device having an inter-insulating film and an emitter electrode connected to the emitter layer, the intrinsic base region is a lower portion of a silicon germanium (hereinafter referred to as SiGe) base layer and an upper portion of a silicon layer. And a base layer (hereinafter referred to as Si). The emitter layer is formed of a silicon film at the center of the SiGe base layer, and the Si base layer is formed of a silicon film. Formed, and Lead layer is formed over on the insulating region from on the collector, the collector on the portion of the base - scan lead layer is a high concentration Si
A base diffusion layer , a high-concentration SiGe base layer thereon and a high-concentration Si base layer thereon, and the base extraction layer above the insulating region is a high-concentration polycrystal. S
A semiconductor device comprising an iGe layer and a high-concentration polycrystalline Si layer thereon.
【請求項2】 第1導電型のシリコン領域と絶縁領域を
持つ半導体基板上に、上記シリコン領域上にはエピタキ
シャル成長、上記絶縁領域上には多結晶成長するよう
に、第2導電型のシリコンゲルマニウムと第1導電型の
シリコンとを連続して成長させて、SiGe薄膜と多結
晶SiGe薄膜、およびそれらの上のSi薄膜と多結晶
Si薄膜を形成する第1の工程と、上記Si薄膜上のエ
ミッタ層形成予定領域に、シリコン酸化膜とその上のシ
リコン窒化膜とその上のシリコン酸化膜とから成るエミ
ッタ・ベ−ス形成パタ−ンを形成する第2の工程と、こ
のエミッタ・ベ−ス形成パタ−ン領域以外の上記Si薄
膜および上記多結晶Si薄膜中へ第2導電型の不純物を
イオン注入により導入する第3の工程と、次いで上記エ
ミッタ・ベ−ス形成パタ−ン側壁にシリコン酸化膜から
成るサイドウォ−ルを形成して、上記エミッタ・ベ−ス
形成パタ−ンおよび上記サイドウォ−ルの領域以外の上
記Si薄膜および上記多結晶Si薄膜中とその下の上記
SiGe薄膜および上記多結晶SiGe薄膜中とへ、第
2導電型の不純物をイオン注入により導入する第4の工
程と、次いで上記半導体基板を熱処理することにより、
導入された不純物を活性化させて、SiGeベ−ス層と
その上のSiベ−ス層とから成る第2導電型の真性ベ−
ス領域と、高濃度SiGeベ−ス層とその上層および下
層の高濃度Siベ−ス層と高濃度多結晶SiGe層とそ
の上の高濃度多結晶Si層とから成る第2導電型の高濃
度拡散層を形成し、これによって第1導電型のシリコン
膜から成るエミッタ領域を規定する第5の工程と、次い
で上記エミッタ・ベ−ス形成パタ−ン最上部の上記シリ
コン酸化膜および上記サイドウォ−ルを除去した後、上
記高濃度多結晶Si層および上記高濃度多結晶SiGe
層を選択的に除去することにより、上記高濃度拡散層を
パタ−ニングしてベ−ス引き出し層を形成する第6の工
程と、次いで上記エミッタ・ベ−ス形成パタ−ンの上記
シリコン窒化膜に覆われていない部分に、上記シリコン
窒化膜下の上記シリコン酸化膜よりも充分厚いシリコン
酸化膜を形成して、上記Siベ−ス層および上記ベ−ス
引き出し層の表面および側面の露出部を覆うエミッタ・
ベ−ス間絶縁膜を形成し、その後上記シリコン窒化膜と
その下の上記シリコン酸化膜を除去する第7の工程とを
有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. A silicon germanium of a second conductivity type on a semiconductor substrate having a silicon region of a first conductivity type and an insulating region so as to be epitaxially grown on the silicon region and polycrystalline on the insulating region. A first step of continuously growing silicon and first conductivity type silicon to form a SiGe thin film and a polycrystalline SiGe thin film, and a Si thin film and a polycrystalline Si thin film thereon, A second step of forming an emitter base forming pattern comprising a silicon oxide film, a silicon nitride film thereon, and a silicon oxide film thereon, in a region where an emitter layer is to be formed; and A third step of ion-implanting impurities of the second conductivity type into the Si thin film and the polycrystalline Si thin film other than the source forming pattern region, and then the emitter base forming pattern. A sidewall made of a silicon oxide film is formed on the side wall of the turn, and is formed in and below the Si thin film and the polycrystalline Si thin film other than the emitter base forming pattern and the region of the side wall. A fourth step of introducing a second conductivity type impurity into the SiGe thin film and the polycrystalline SiGe thin film by ion implantation, and then heat-treating the semiconductor substrate.
By activating the introduced impurities, an intrinsic base of the second conductivity type comprising the SiGe base layer and the Si base layer thereon is activated.
A second conductivity type comprising a high- concentration SiGe base layer, a high-concentration Si base layer above and below the high- concentration SiGe base layer, a high-concentration polycrystalline SiGe layer, and a high-concentration polycrystalline Si layer thereon. Forming a concentration diffusion layer, thereby forming silicon of the first conductivity type;
A fifth step of defining an emitter region consisting of a film , and then removing the silicon oxide film and the sidewall at the top of the emitter base formation pattern, and then removing the high-concentration polycrystalline Si layer and High-concentration polycrystalline SiGe
A sixth step of patterning the high-concentration diffusion layer to form a base extraction layer by selectively removing the layer; and then, forming the emitter-base pattern by the silicon nitride. Forming a silicon oxide film sufficiently thicker than the silicon oxide film under the silicon nitride film on a portion not covered by the film to expose surfaces and side surfaces of the Si base layer and the base extraction layer. Emitter covering part
2. The method according to claim 1, further comprising a seventh step of forming an inter-base insulating film, and thereafter removing said silicon nitride film and said silicon oxide film thereunder.
【請求項3】 第1導電型のコレクタとなるシリコン領
域と絶縁領域とを持つ半導体基板に、上記コレクタ上に
形成された第2導電型の真性ベ−ス領域と、これに隣接
して外側に真性ベ−ス領域と同一導電型でより高濃度に
形成されたベ−ス引き出し層と、上記真性ベ−ス領域上
に形成された第1導電型のエミッタ層と、エミッタ・ベ
−ス間絶縁膜と、上記エミッタ層に接続形成されたエミ
ッタ電極とを有する半導体装置において、 上記真性ベ−ス領域が、下層部分のSiGeベ−ス層と
上層部分のSiベ−ス層との2層で構成され、上記Si
Geベ−ス層上のうち、中央部にシリコン膜から成るエ
ミッタ層が、それ以外に上記Siベ−ス層が形成される
とともに、上記ベ−ス引き出し層が、上記コレクタ上か
ら上記絶縁領域上にわたって形成され、その上層部分は
高濃度多結晶Si膜から成り、その下層部分は、上記コ
レクタ上の高濃度SiGeベ−ス層とその上の高濃度S
iベ−ス層および上記絶縁領域上の高濃度多結晶SiG
e層とその上の高濃度多結晶Si層によって構成されて
いることを特徴とする半導体装置。
3. A semiconductor substrate having a silicon region serving as a collector of a first conductivity type and an insulating region, an intrinsic base region of a second conductivity type formed on the collector, and an outer region adjacent to the base region. A base extraction layer formed of the same conductivity type as the intrinsic base region and having a higher concentration, an emitter layer of the first conductivity type formed on the intrinsic base region, and an emitter base. In a semiconductor device having an inter-insulating film and an emitter electrode connected to the emitter layer, the intrinsic base region is composed of a lower SiGe base layer and an upper Si base layer. And the above Si
On the Ge base layer, an emitter layer made of a silicon film is formed at the center, and the Si base layer is formed on the emitter layer. The base extraction layer is formed on the collector from the insulating region. The upper layer is formed of a high-concentration polycrystalline Si film, and the lower layer is formed of a high-concentration SiGe base layer on the collector and a high-concentration S
High concentration polycrystalline SiG on i-base layer and insulating region
A semiconductor device comprising an e layer and a high-concentration polycrystalline Si layer thereon.
【請求項4】 第1導電型のシリコン領域と絶縁領域を
持つ半導体基板上に、上記シリコン領域上にはエピタキ
シャル成長、上記絶縁領域上には多結晶成長するよう
に、第2導電型のシリコンゲルマニウムと第1導電型の
シリコンとを連続して成長させて、SiGe薄膜と多結
晶SiGe薄膜、およびそれらの上のSi薄膜と多結晶
Si薄膜を形成する第1の工程と、上記Si薄膜上のエ
ミッタ層形成予定領域に、シリコン酸化膜とその上のシ
リコン窒化膜とその上のシリコン酸化膜とから成るエミ
ッタ・ベ−ス形成パタ−ンを形成する第2の工程と、こ
のエミッタ・ベ−ス形成パタ−ン領域以外の上記Si薄
膜および上記多結晶Si薄膜中へ第2導電型の不純物を
イオン注入により導入する第3の工程と、次いでエミッ
タ・ベ−ス形成パタ−ン側壁にシリコン酸化膜から成る
サイドウォ−ルを形成し、上記エミッタ・ベ−ス形成パ
タ−ンおよび上記サイドウォ−ルの領域以外のSi薄膜
および多結晶Si薄膜上に、第2導電型の高濃度多結晶
シリコン膜を選択成長させる第4の工程と、次いで半導
体基板を熱処理することにより導入された不純物を活性
化させて、第2導電型の真性ベ−ス領域と、第2導電型
の高濃度拡散層を形成し、これによって第1導電型のエ
ミッタ領域を規定する第5の工程と、次いで上記エミッ
タ・ベ−ス形成パタ−ン最上部のシリコン酸化膜および
上記サイドウォ−ルを除去した後、上記高濃度拡散層を
パタ−ニングしてベ−ス引き出し層を形成する第6の工
程と、次いで上記エミッタ・ベ−ス形成パタ−ンの上記
シリコン窒化膜に覆われていない部分に、上記シリコン
窒化膜下の上記シリコン酸化膜よりも充分厚いシリコン
酸化膜を形成して、上記Siベ−ス層および上記ベ−ス
引き出し層の表面および側面の露出部を覆うエミッタ・
ベ−ス間絶縁膜を形成し、その後上記シリコン窒化膜と
その下の上記シリコン酸化膜を除去する第7の工程とを
有することを特徴とする請求項3記載の半導体装置の製
造方法。
4. A silicon germanium of the second conductivity type on a semiconductor substrate having a silicon region of the first conductivity type and an insulating region so as to be epitaxially grown on the silicon region and polycrystalline on the insulating region. A first step of continuously growing silicon and first conductivity type silicon to form a SiGe thin film and a polycrystalline SiGe thin film, and a Si thin film and a polycrystalline Si thin film thereon, A second step of forming an emitter base forming pattern comprising a silicon oxide film, a silicon nitride film thereon, and a silicon oxide film thereon, in a region where an emitter layer is to be formed; and A third step of ion-implanting a second conductivity type impurity into the Si thin film and the polycrystalline Si thin film other than the source forming pattern region, and then forming an emitter base forming pattern. A sidewall made of a silicon oxide film is formed on the side wall of the second conductive type on the Si thin film and the polycrystalline Si thin film other than the emitter base forming pattern and the region of the side wall. A fourth step of selectively growing a high-concentration polycrystalline silicon film, and then heat-treating the semiconductor substrate to activate the introduced impurities, thereby forming an intrinsic base region of the second conductivity type and a second conductivity type. A high-concentration diffusion layer is formed , whereby the first conductivity type
A fifth step of defining the emitter region, and then removing the uppermost silicon oxide film and the sidewalls of the emitter base formation pattern, and patterning the high concentration diffusion layer to form a base. A sixth step of forming a base extraction layer, and then forming a portion of the emitter base forming pattern which is not covered with the silicon nitride film more sufficiently than the silicon oxide film below the silicon nitride film. Forming a thick silicon oxide film to cover exposed portions of the surface and side surfaces of the Si base layer and the base extraction layer;
4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3, further comprising a seventh step of forming an inter-base insulating film, and thereafter removing said silicon nitride film and said silicon oxide film thereunder.
【請求項5】 エミッタ電極およびベ−ス引き出し層上
に金属シリサイド層を形成したことを特徴とする請求項
1記載の半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein a metal silicide layer is formed on the emitter electrode and the base extraction layer.
【請求項6】 エミッタ電極形成後、このエミッタ電極
領域以外のエミッタ・ベ−ス間絶縁膜を除去し、エミッ
タ電極およびベ−ス引き出し層上に選択的に金属シリサ
イド層を形成することを特徴とする請求項5記載の半導
体装置の製造方法。
6. After the emitter electrode is formed, the emitter-base insulating film other than the emitter electrode region is removed, and a metal silicide layer is selectively formed on the emitter electrode and the base extraction layer. 6. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein
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