JPH01261866A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

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JPH01261866A
JPH01261866A JP9119188A JP9119188A JPH01261866A JP H01261866 A JPH01261866 A JP H01261866A JP 9119188 A JP9119188 A JP 9119188A JP 9119188 A JP9119188 A JP 9119188A JP H01261866 A JPH01261866 A JP H01261866A
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JP
Japan
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layer
conductivity type
collector
electrode
film
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JP9119188A
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Fumitake Mieno
文健 三重野
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [概要] 半導体装置およびそ製造方法のうち、引出し電積形バイ
ポーラトランジスタとその形成方法に関し、 コレクタ接合容量が小さく、しかも、微細に形成できる
ことを目的とし、 一導電型半導体基板上に異種導電型コレクタ層を有し、
該異種導電型コレクタ層周囲に接続した異種導電型多結
晶シリコン層を含むコレクタ引出し電極が前記一導電型
半導体基板上の第1の絶縁膜を介して設けられ、 前記異種導電型コレクタ層上に一導電型ベース層を有し
、該一導電型ベース層周囲に接続した一導電型多結晶シ
リコン層からなるベース引出し電極が前記コレクタ引出
し電極上の第2の絶縁膜を介して設けられ、 前記一導電型多結晶ベース層に異種導電型エミッタ層が
設けられていることを特徴とする。
[産業上の利用分野] 本発明は半導体装置およびそ製造方法のうち、引出し電
極形バイポーラトランジスタとその形成方法に関する。
最近、IC,LSIなど半導体装置は高集積化。
高密度化して高速化する方向に技術開発が進められてお
り、バイポーラトランジスタにおいてはSS T (S
uper Selfaligned process 
Technology) 。
S I COS (Sldewall base Co
ntact 5tructure)などの新規な構造が
提案されて、一部は製作されつつある。しかし、高速化
などの優れた素子特性を有し、且つ、製造プロセスの簡
単な構造が望ましい。
[従来の技術と発明が解決しようとする課題]第4図は
通常のバイポーラトランジスタの断面図を示しており、
■はp型シリコン基板、2はn“型埋没層、3はn型コ
レクタ層、4は5i02  (酸化シリコン)膜からな
るフィールド絶縁膜、5はp型ベース層、6はn++エ
ミッタ層、7はコレクタコンタクト電極、8はベース電
極、9はエミッタ電極である。
また、第5図はベース引出し電極形のバイポーラトラン
ジスタの構造断面図を示しており、近年、横方向に寸法
を縮小するために考案された構造である。図中の11は
p型シリコン基板、12はn+型型埋石層13はn型コ
レクタ層、14は5i02膜、15はp型ベース層、1
6はn++エミッタ層、 17はコレクタコンタクト電
極、 18はベース電極、19はエミッタ電極、20は
ドープド多結晶シリコン膜からなるベース引出し電極で
、これがSST構造と呼ばれているものである。
これらの構造断面図から判るように、第4図は勿論のこ
と、第5図に示す構造においてもコレクタ電極がシリコ
ン結晶層を介してベース・エミッタから距離の離れた位
置に形成されており、そのため、コレクタに関わる接合
容量が大きいと言う欠点がある。
次の第6図は、最近、発表されたELO形バイポーラト
ランジスタの断面図(I D EM、19B?、 p。
872参照)で、この構造はコレクタ接合容量が小さく
なる利点のある構造である。これをELO(Epita
xial Lateral Overgrowth)形
と称し、絶縁膜上に横方向に結晶成長させて、コレクタ
層およびベース層を形成しており、図中の21はp型シ
リコン基板、22はn++コレクタ層、23は5t02
膜。
24はp型ベース層、26はn++エミッタ層、27は
コレクタコンタクト電極、28はベース電極、29はエ
ミッタ電極である。
ところが、この第6図に示す構造の問題点は、トランジ
スタ素子の微細化が阻害される欠点があることで、それ
は、横方向へのエピタキシャル成長を利用してコレクタ
層やベース層を結晶成長するために、コレクタ層やベー
ス層の厚みを厚くする(例えば、厚みを5μm以上とす
る)必要があるためである。
本発明はこれらの従来構造の欠点を低減させて、コレク
タ接合容量が小さく、しかも、微細に形成できることを
目的とした半導体装置の構造とその製造方法を提案する
ものである。
[課題を解決するための手段] その課題は、一導電型半導体基板上に異種導電型コレク
タ層を存し、該異種導電型コレクタ層周囲に接続した異
種導電型多結晶シリコン層を含むコレクタ引出し電極が
前記一導電型半導体基板上の第1の絶縁膜を介して設け
られ、 前記異種導電型コレクタ層上に一導電型ベース層を有し
、該一導電型ベース層周囲に接続した一轟電型多結晶シ
リコン層からなるベース引出し電極が前記コレクタ引出
し電極上の第2の絶縁膜を介して設けられ、前記一導電
型多結晶ベース層に異種導電型エミッタ層が設けられて
いる半導体装置によって解決される。
また、その製造方法としては、一導電型半導体基板上に
選択的に第1の絶縁膜を設け、該第1の絶縁膜および一
導電型半導体基板の全面に異種導電型シリコン層を成長
して、半導体基板上には異種導電型単結晶シリコン層か
らなるコレクタ層を形成し、同時に第1の絶縁膜上には
異種導電型多結晶シリコン層を含むコレクタ引出し電極
を形成する工程、 次いで、前記異種導電型単結晶シリコン層を除いた異種
導電型多結晶シリコン層上に第2の絶縁膜を形成した後
、全面に一導電型シリコン層を成長して、異種浬電型単
結晶シリコン層上には一導電型単結晶シリコン層からな
るベース層を形成し、同時に第2の絶縁膜上には一轟電
型多結晶シリコン層からなるベース引出し電極を形成す
る工程、次いで、前記一導電型単結晶シリコン層からな
るベース層に異種導電型エミッタ層を形成する工程が含
まれることを特徴とする。
[作用] 即ち、本発明はエヒ:タキシャル成長シリコン層と多結
晶シリコン層とを同時に成長する5PEG(Selec
tive Po1y−and Epitaxial−s
ilicon Growth)技術を利用して、ベース
引出し電極とコレクタ引出し電極とを形成するバイポー
ラトランジスタとその形成方法であって、そのような構
造はコレクタ接合容量を減少させ、且つ、素子の厚みを
薄くして微細化でき、しかも、製法が簡単になる利点が
ある。
[実施例] 以下、図面を参照して実施例によって詳細に説明する。
第1図は本発明にかかる構造の断面図を示しており、図
中の31はp型シリコン基板、32はn型コレクタ層、
33はn+型ドープド多結晶シリコン膜からなるコレク
タ引出し電極、34はp型ベース層。
35はp“型ドープド多結晶シリコン膜からなるベース
引出し電極、36はn+型エミッタ層、37はコレクタ
コンタクト電極、38はベース電極、39はエミッタ電
極、41は5i02膜(第1の絶縁膜)、42は5i0
2膜(第2の絶縁膜)、43は5i02膜である。
このような構造は、必要面積に限った小面積のn型コレ
クタ層32を形成し、それに接してn+型ドープド多結
晶シリコン膜からなるコレクタ引出し電極33を設け、
しかも、シリコン結晶層を介せずに、電極33の長さを
短かくできるため、接合容量を減少させることが可能に
なる。
且つ、化学気相成長(CV D)法を適用する5PEG
技術によってシリコン基板に接する部分のみ単結晶シリ
コン膜を形成し、他を多結晶シリコン膜として形成すれ
ば良く、そのため、シリコン成長層を薄く形成して、微
細化することができる。
次に、上記構造の形成方法を第2図(a)〜(C)に示
す工程順断面図によって説明する。
第2図(al参照;p型シリコン基板31の表面を熱酸
化して5i02膜41(第1の絶縁膜)を形成し、フォ
トプロセスによって5i02膜41のコレクタ層部分を
選択的に窓開けした後、5PEG技術によってシリコン
膜を成長し、シリコン基板31に接する部分にn型コレ
クタ層32を形成し、5i02膜41上の他部分を多結
晶シリコン膜にし、更に、その多結晶シリコン膜に燐を
ドープしてn+型ドープド多結晶シリコン膜(これがコ
レクタ引出し電極33となる)を形成する。尚、この5
i02膜41はLocos法によって選択的に形成する
こともできる。
第2図(bl参照;次いで、CVD法によってSiO2
膜42(第2の絶縁膜)を被着し、ベース層形成部分を
窓開けした後、同様に5PEG技術によってシリコン膜
を成長し、コレクタ層32に接する部分にp型ベース層
34を形成し、5i02膜42上の他部分を多結晶シリ
コン膜にし、更に、その多結晶シリコン膜に硼素をドー
プしてp+型ドープド多結晶シリコン膜(これがベース
引出し電極35となる)を形成する。且つ、p+型ドー
プド多結晶シリコン膜35の不要部分は熱酸化して、5
i02膜44を生成する。
第2図fcl参照;次いで、上面に再び5i02膜43
を被着し、エミッタ層形成部分を窓開けした後、CVD
法で01型ドープド多結晶シリコン膜45(エミッタ電
極39の一部になる)を被着してパターンニングし、熱
処理してn+型エミッタ層を画定する。
しかる後、5i02膜43.44を一部除去して電極窓
を開け、アルミニウム膜を被着してコレクタ引出し電極
33にコレクタコンタクト電極37を形成し、ベース引
出し電極35にベース電極38を形成し、n4型ドープ
ド多結晶シリコン膜44上にアルミニウム膜を積層した
エミッタ電極39を形成して、第1図に示す構造に完成
させる。
上記が第1図に示すトランジスタの形成方法の概要であ
るが、本発明にかかる形成法は従来のトランジスタに比
べて形成工程が少なく、形成法が簡単になる利点があり
、製造歩留が向上し、コストダウンさせることができる
。それは、例えば、第5図に示すベース引出し電極形ト
ランジスタ(SST構造のトランジスタ)では、ベース
引出し電極の接続・エミッタ層との分離などに微妙な制
御を要する複雑さがあるが、本発明にかかる構造はその
ようなデリケートな問題点はない。
また、第3図には本発明にかかる他の構造の断面図を示
しており、図中の記号は第1図と同一の部位に同一記号
が付けであるが、その他の51はタングステンシリサイ
ド(WSi2)膜で、本発明にかかるコレクタ引出し電
極33“はn+型ドープド多結晶シリコン膜とW S 
i 2膜51とを積層した2層電極配線である。このよ
うな配線にすると、コレクタ電極配線が一層低抵抗化し
、接合容量を減少させることができる。
[発明の効果] 以上の実施例の説明から明らかなように、本発明にかか
る半導体装置とその製造方法によれば、コレクタ接合容
量を減少させて、且つ、微細に形成することが可能にな
り、しかも、製造方法が節単になるため、高速化の可能
な高性能素子を製造歩留良く、低コストで形成すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかるバイポーラトランジスタの断面
図、 第2図(a)〜(C1は第1図に示すバイポーラトラン
ジスタの形成工程順断面図、 第3図は本発明にかかる他のバイポーラトランジスタの
断面図、 第4図ないし第6図は従来のバイポーラトランジスタ(
第4図は通常のバイポーラトランジスタ。 第5図はベース引出し電極形バイポーラトランジスタ、
第6図はELO形バイポーラトランジスタ)の断面図で
ある。 図において、 31はp型シリコン基板、 32はn型コレクタ層、 33.33’はコレクタ引出し電極、 34はp型ベース層、 35はベース引出し電極、 36はn+型エミッタ層、 37はコレクタコンタクト電極、 38はベース電極、 39はエミッタ電極、 41は5i02膜(第1の絶縁膜)、 42は5i02膜(第2の絶縁膜)、 43、44は5i02膜、 45はn+型ドープド多結晶シリコン膜、51はW S
 t 2膜 39エミンytj?I! 、+i日月にかか3右と6八°も木−ラドラシジズ7褐
譲カ”iMI第3図 通/1ptc゛イv−ypt>>−zyqtfriea
第4図 第5図 ELDがプハ“イオーーフI−フ〉シ”λり司−乃°y
口図第6ffl

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一導電型半導体基板上に異種導電型コレクタ層を
    有し、該異種導電型コレクタ層周囲に接続した異種導電
    型多結晶シリコン層を含むコレクタ引出し電極が前記一
    導電型半導体基板上の第1の絶縁膜を介して設けられ、 前記異種導電型コレクタ層上に一導電型ベース層を有し
    、該一導電型ベース層周囲に接続した一導電型多結晶シ
    リコン層からなるベース引出し電極が前記コレクタ引出
    し電極上の第2の絶縁膜を介して設けられ、 前記一導電型多結晶ベース層に異種導電型エミッタ層が
    設けられていることを特徴とする半導体装置。
  2. (2)一導電型半導体基板上に選択的に第1の絶縁膜を
    設け、該第1の絶縁膜および一導電型半導体基板の全面
    に異種導電型シリコン層を成長して、半導体基板上には
    異種導電型単結晶シリコン層からなるコレクタ層を形成
    し、同時に第1の絶縁膜上には異種導電型多結晶シリコ
    ン層を含むコレクタ引出し電極を形成する工程、 次いで、前記異種導電型単結晶シリコン層を除いた異種
    導電型多結晶シリコン層上に第2の絶縁膜を形成した後
    、全面に一導電型シリコン層を成長して、異種導電型単
    結晶シリコン層上には一導電型単結晶シリコン層からな
    るベース層を形成し、同時に第2の絶縁膜上には一導電
    型多結晶シリコン層からなるベース引出し電極を形成す
    る工程、次いで、前記一導電型単結晶シリコン層からな
    るベース層に異種導電型エミッタ層を形成する工程が含
    まれてなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
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