JPH04225236A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPH04225236A
JPH04225236A JP40761790A JP40761790A JPH04225236A JP H04225236 A JPH04225236 A JP H04225236A JP 40761790 A JP40761790 A JP 40761790A JP 40761790 A JP40761790 A JP 40761790A JP H04225236 A JPH04225236 A JP H04225236A
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JP
Japan
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film
layer
collector
forming
isolation oxide
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JP40761790A
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Hiroshi Horie
博 堀江
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置及びその製
造方法に関し、より詳しくは、半導体層の中に電源供給
用の層を有する半導体装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図5に例示する装置は、従来のnpn型
バイポーラトランジスタであり、その構造を以下に簡単
に説明する。
【0003】即ち、p型半導体基板51上に設けられた
n型のコレクタ層52の上には、p型のベース層53が
形成され、また、ベース層53の中央にはn型拡散層が
形成され、これがエミッタ層54となっている。
【0004】さらに、コレクタ層52に電圧を印加する
ために、コレクタ層52の下部及び側部にn+ 型導電
層55が形成されている。
【0005】なお、図中符号56は素子分離酸化膜、5
7は、ベース領域を囲む領域に形成されたSiO2膜、
58はベース電極、59はエミッタ電極、60はコレク
タ電極を示している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような構
造のトランジスタにおいては、コレクタ層52の下のn
+ 型導電層55とp型半導体基板51との間にpnジ
ャンクションによる寄生容量が生じ、また、そのn+ 
型導電層55は一般に不純物拡散により形成されるため
に、その抵抗値を小さくするには固溶度との関係上限界
があり、これらの寄生容量、抵抗によりトランジスタの
高速化が妨げられるといった問題がある。
【0007】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであって、電源供給のために半導体層中に設けられ
る導電層による寄生容量、抵抗を小さくしてトランジス
タの高速化を図ることができる半導体装置及びその製造
方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記した課題は、図4に
例示するように、絶縁膜9の上に形成された高融点金属
シリサイド膜7と、該高融点金属シリサイド膜7に積層
された第一導電型のコレクタ層11と、該コレクタ層1
1の側部を囲む素子分離酸化膜4と、該素子分離酸化膜
4と前記コレクタ層11の間に形成されて、前記高融点
金属シリサイド膜7に接続される高不純物濃度の第一導
電型導電層5と、該第一導電型導電層5に接続されるコ
レクタ電極20と、前記コレクタ層11の上に形成され
る第二導電型のベース層14と、該ベース層14の上に
形成された第一導電型エミッタ層18とによって構成さ
れるトランジスタを有する半導体装置によって達成する
【0009】または、図1〜4に示すように、素子形成
基板1の素子形成領域Xに窒化膜3を形成する工程と、
該窒化膜3をマスクにして前記素子形成基板1の素子形
成領域X以外の領域に高濃度の一導電型不純物を導入す
る工程と、前記素子形成基板1の表面を酸化して前記窒
化膜3から露出した領域に素子分離酸化膜4を形成する
工程と、前記窒化膜3を除去する工程と、前記素子分離
酸化膜4に囲まれた前記素子形成基板1の表面に高融点
金属シリサイド膜7を形成する工程と、該高融点金属シ
リサイド7の上に、前記素子分離酸化膜4の上面と平坦
になる多結晶半導体膜8を形成する工程と、該多結晶半
導体膜8に一導電型の不純物を導入、拡散する工程と、
前記多結晶半導体膜8及び前記素子分離酸化膜4の上に
絶縁膜9を形成する工程と、該絶縁膜9に支持基板10
を張り合わせる工程と、前記素子形成基板1を露出面か
ら薄層化し、前記素子分離酸化膜4を露出させる工程と
、前記素子分離酸化膜4により囲まれた領域に残存した
前記素子形成基板1に素子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によって達成する
【0010】
【作  用】本発明によれば、バイポーラトランジスタ
のコレクタ層(素子形成基板)11の下には第一導電型
のチタンシリサイド膜7が形成され、これが高不純物濃
度の第一導電型導電層5を通して基板上のコレクタ電極
18に接続され、高融点金属シリサイド膜7はコレクタ
引出電極として作用するように構成されている。
【0011】この場合、第一導電型高融点金属シリサイ
ド膜7の抵抗は、不純物導入によって導電化した半導体
層よりも低いためにコレクタ層11の抵抗は小さくなる
【0012】また、素子分離用酸化膜に囲まれてコレク
タ層11となる素子形成基板1は、その底部と側部を絶
縁膜9、素子分離酸化膜4により覆われており、寄生容
量が低減されることになる。
【0013】したがって、上記した素子形成基板1に形
成されるバイポーラトランジスタによれば、高速化がさ
らに図れることになる。
【0014】
【実施例】そこで、以下に本発明の詳細を図面に基づい
て説明する。図1〜4は、本発明の一実施例装置の製造
工程を示す断面図である。
【0015】図1(A) において、符号1はシリコン
よりなる素子形成基板であり、その素子形成領域Xの上
面には膜厚20nmのシリコン酸化膜(SiO2膜)2
、150nmの窒化膜(Si3N4 膜)3が順に積層
されている。
【0016】このような状態において、Si3N4 膜
3をマスクにして、その周辺の素子形成基板1に砒素イ
オン(As+ ) をドーズ量1×1016/cm2 
の条件で注入する。
【0017】次に、Si3N4 膜3を酸化防御マスク
に使用し、約950℃で素子形成基板3の表面を熱酸化
して厚さ800nm程度の素子分離酸化膜4を形成する
(図1(B))。この場合、素子形成基板1中の砒素は
、酸化の際の熱によって活性化し、n+ 型導電層5と
なる。
【0018】そして、Si3N4 膜3とSiO2膜2
をそれぞれ燐酸、弗酸によって除去した後に、スパッタ
法又は蒸着法によってチタン(Ti)膜6を20nm程
度積層し(図1(C))、さらに、約600℃の熱を加
え、素子形成領域Xの素子形成基板1とその上のTi膜
6を化合物化してチタンシリサイド膜(TiSi2膜)
7を形成する(図2(D))。
【0019】この後に、過酸化水素にアンモニアを4対
1の割合で混合した液を用いて、素子分離酸化膜4上の
Ti膜6を選択的に除去する。
【0020】次に、CVD法により多結晶シリコン膜8
を厚さ500nm程度に成長し(図2(E))、この多
結晶シリコン膜8を素子分離酸化膜4が露出するまで研
磨し、それらの上面を平坦化する(図2(F))。
【0021】この研磨を終えた状態で多結晶シリコン膜
8に砒素をイオン注入するが、その注入量は、砒素が拡
散される際に1×1020/cm2 となるように調整
する。
【0022】この後に、SiO2又はBPSGよりなる
絶縁膜9をCVD法により1μm程度堆積する(図3(
G))。 ここで加える熱によって多結晶シリコン膜8中の砒素は
下方に拡散するが、砒素の素子形成基板1への侵入はチ
タンシリサイド膜7によって抑えられ、僅かな拡散にと
どまる。
【0023】次に、シリコンよりなる支持基板10を絶
縁膜9に張り合わせ、約900〜1000℃の温度で加
熱し、それらを一体化する(図3(H))。
【0024】そして、素子分離酸化膜4をエッチングス
トッパーに使用し、素子形成基板1の露出面を研削・研
磨して薄層化すると、図3(I) に示すように、素子
分離酸化膜4に囲まれた素子形成領域Xの凹部のみに素
子形成基板1が残る。これを素子形成層11とする。
【0025】この場合の素子形成基板1は、その周囲が
n+ 型導電層5によって囲まれ、しかも、下方には、
n型チタンシリサイド層7、n+ 型多結晶シリコン膜
8及び絶縁膜9が設けられた状態となっている。
【0026】この後に、一般的に知られている工程にし
たがって素子形成層11にバイポーラトランジスタを形
成する。
【0027】このバイポーラトランジスタの構造を図4
に基づいて簡単に説明する。上記した素子形成層11は
、予めn型化された素子形成基板1を用いるか、あるい
は、図3(I) の状態で燐イオンを注入する等によっ
てn型化されている。
【0028】そして、この素子形成層11の上には、素
子分離酸化膜4に延びるSiO2膜12が形成され、ま
た、そのSiO2膜12は、ベース形成領域の素子形成
層11を露出する開口部13を有している。さらに、こ
れらの上にはp型シリコン膜14がエピタキシャル成長
され、ベース形成領域で素子形成層11と接合するよう
に構成されている。この場合、素子形成層11はコレク
タ層cとなり、この上のp型シリコン膜14はベース層
bとなる。
【0029】一方、p型シリコン膜14の上には、層間
絶縁膜15が形成され、この層間絶縁膜15には、ベー
ス層bの中央を露出する窓16が設けられ、さらに、こ
の窓16には、n型不純物を含む多結晶シリコンよりな
るエミッタ引出電極17が設けられている。
【0030】また、p型シリコン膜14の上部には、エ
ミッタ引出電極17から拡散した不純物によりn型のエ
ミッタ拡散層18が形成されている。
【0031】なお、図中符号19は、エミッタ引出電極
17に接続されたエミッタ電極、20は、SiO2膜1
2及び層間絶縁膜15に形成されたコンタクトホール2
1を通してn+ 型導電層5に接続されるコレクタ電極
、22は、p型シリコン膜12に接続されるベース電極
を示している。
【0032】上述したバイポーラトランジスタにおいて
、コレクタ層cとなる素子形成層11の下にはn型化し
たチタンシリサイド膜7が形成され、これがn+ 型導
電層5を通してコレクタ電極20に接続されることから
、チタンシリサイド膜7はコレクタ引出電極として作用
する。
【0033】そして、n型チタンシリサイド膜7の抵抗
は、n+ 型化したシリコンのそれに比べて1/10程
度となり、これによりコレクタ抵抗が小さくなる。また
、素子形成層11は、その底部と側部を絶縁膜9、素子
分離酸化膜4により覆われており、寄生容量が低減され
ることになる。
【0034】したがって、上記した基板に形成されるバ
イポーラトランジスタによれば、高速化がさらに図れる
ことになる。
【0035】なお、上記した実施例では、素子形成層1
1の下にチタンシリサイド膜7を形成したが、タングス
テン、モリブデン、その他の高融点金属シリサイド膜を
形成してもよい。
【0036】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、バイ
ポーラトランジスタのコレクタ層(素子形成基板)の下
に第一導電型のチタンシリサイド膜を形成し、これを高
不純物濃度の第一導電型導電層を通して基板上のコレク
タ電極に接続して、高融点金属シリサイド膜をコレクタ
引出電極として作用するようにしたので、第一導電型高
融点金属シリサイド膜の抵抗は、不純物導入によって低
抵抗化した半導体層よりも低くなりコレクタ層の抵抗を
小さくすることが可能になる。
【0037】また、素子分離用酸化膜に囲まれてコレク
タ層となる素子形成基板は、その底部と側部を絶縁膜、
素子分離酸化膜により覆われているので、寄生容量を低
減することができる。
【0038】したがって、本発明の素子形成層に形成す
るバイポーラトランジスタによれば、さらに高速化する
ことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例装置の製造工程の一例を示す
断面図(その1)である。
【図2】本発明の一実施例装置の製造工程の一例を示す
断面図(その2)である。
【図3】本発明の一実施例装置の製造工程の一例を示す
断面図(その3)である。
【図4】本発明の一実施例装置を示す断面図である。
【図5】従来装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
1    素子形成基板 2    SiO2膜 3    窒化膜 4    素子分離酸化膜 5    n+ 型導電層 6    チタン膜 7    チタンシリサイド膜 8    多結晶シリコン膜 9    絶縁膜 10    支持基板 11    素子形成層(コレクタ層)14    p
型シリコン膜(ベース層)18    エミッタ拡散層 20    コレクタ電極

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  絶縁膜(9)の上に形成された高融点
    金属シリサイド膜(7)と、該高融点金属シリサイド膜
    (7)に積層された第一導電型のコレクタ層(11)と
    、該コレクタ層(11)の側部を囲む素子分離酸化膜(
    4)と、該素子分離酸化膜(4)と前記コレクタ層(1
    1)の間に形成されて、前記高融点金属シリサイド膜(
    7)に接続される高不純物濃度の第一導電型導電層(5
    )と、該第一導電型導電層(5)に接続されるコレクタ
    電極(20)と、前記コレクタ層(11)の上に形成さ
    れる第二導電型のベース層(14)と、該ベース層(1
    4)の上に形成された第一導電型エミッタ層(18)と
    によって構成されるトランジスタを有する半導体装置。
  2. 【請求項2】素子形成基板(1)の素子形成領域(X)
    に窒化膜(3)を形成する工程と、該窒化膜(3)をマ
    スクにして前記素子形成基板(1)の素子形成領域(X
    )以外の領域に高濃度の一導電型不純物を導入する工程
    と、前記素子形成基板(1)の表面を酸化して前記窒化
    膜(3)から露出した領域に素子分離酸化膜(4)を形
    成する工程と、前記窒化膜(3)を除去する工程と、前
    記素子分離酸化膜(4)に囲まれた前記素子形成基板(
    1)の表面に高融点金属シリサイド膜(7)を形成する
    工程と、該高融点金属シリサイド膜(7)の上に、前記
    素子分離酸化膜(4)の上面と平坦になる多結晶半導体
    膜(8)を形成する工程と、該多結晶半導体膜(8)に
    一導電型の不純物を導入、拡散する工程と、前記多結晶
    半導体膜(8)及び前記素子分離酸化膜(4)の上に絶
    縁膜(9)を形成する工程と、該絶縁膜(9)に支持基
    板(10)を張り合わせる工程と、前記素子形成基板(
    1)を露出面から薄層化し、前記素子分離酸化膜(4)
    を露出させる工程と、前記素子分離酸化膜(4)により
    囲まれた領域に残存した前記素子形成基板(1)に素子
    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。
JP40761790A 1990-12-27 1990-12-27 半導体装置及びその製造方法 Withdrawn JPH04225236A (ja)

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