JPH04241422A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPH04241422A
JPH04241422A JP1842991A JP1842991A JPH04241422A JP H04241422 A JPH04241422 A JP H04241422A JP 1842991 A JP1842991 A JP 1842991A JP 1842991 A JP1842991 A JP 1842991A JP H04241422 A JPH04241422 A JP H04241422A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oxide film
layer
transistor
polycrystalline silicon
integrated circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP1842991A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasushi Kinoshita
木下 靖史
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH04241422A publication Critical patent/JPH04241422A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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】この発明は半導体集積回路装置に
関し、特に2層多結晶シリコン構造のバイポーラ型トラ
ンジスタにおいて、従来のプレーナ技術に加えてSOI
(Silicon OnInsulator)技術を適
用した改良トランジスタに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図7は従来の2層多結晶シリコン構造の
NPNトランジスタを示す断面図であり、図において、
1はp− 型半導体基板、2はn+ 型埋込層、3はn
− 型エピタキシャル成長層、4はn+ 型コレクタウ
ォール層、5はフィールド酸化膜、6はp型チャネルカ
ット層、7aは真性ベース層、7bはp+ 型外部ベー
ス層、8はn+ 型エミッタ層、9は層間絶縁膜、10
はp型の多結晶シリコン膜、11はn型の多結晶シリコ
ン膜、12は多結晶シリコン膜10,11上に形成され
たシリサイド膜、13は層間絶縁膜、14はアルミ配線
、15はバリアメタル、16はベース電極、17はエミ
ッタ電極、18はコレクタ電極である。
【0003】次に製造フローについて説明する。まずp
− 型半導体基板1上にn+ 型埋込層2を形成し、こ
の上にn− エピタキシャル層3を成長させる。次に、
素子を分離するためにシリコンエッチングを行い、チャ
ネルカット層6をB+ 注入及び熱処理により形成した
後、フィールド酸化膜5を形成する。そして、熱酸化膜
により形成した薄い酸化膜9越しにp+ (リン)イオ
ンを注入し、熱処理を行いn+ 型のコレクタウォール
層4を形成する。そして、後工程で真性ベース7a及び
外部ベース7bとなる領域上の酸化膜を部分的にエッチ
ングし、第一層多結晶シリコン膜10をCVD(Che
mical Vapor Deposition) に
より形成し、パターニングする。さらに、この上に層間
酸化膜13をCVDにより形成し、エミッタ及びベース
領域を構成するために、多結晶シリコン膜10の中央部
をこの上に形成した層間酸化膜13と共にシリコン面が
露出するまで異方性エッチングする。そして、多結晶シ
リコン膜10の中央部の露出したシリコンを熱酸化し、
真性ベース領域7aを形成するためにこの熱酸化膜越し
にB+ を注入する。熱処理により真性ベース層7a形
成後、コレクタウォール4上にコンタクトを酸化膜異方
性エッチングにより開孔し、全面に酸化膜をデポジショ
ンする。そしてこの酸化膜をシリコン面が露出するまで
異方性エッチングするが、このときエミッタ開孔部及び
コレクタコンタクト開孔部の側壁に額縁状の酸化膜(い
わゆるサイドウォール酸化膜)が残る。そして、第2の
多結晶シリコン膜11をCVDにより形成し、全面にA
s+ (砒素)を注入する。さらに、多結晶シリコン1
1で構成されるエミッタ及びコレクタ領域のパターニン
グを行う。そして、同一マスクで第1層多結晶シリコン
膜10が露出するまで酸化膜異方性エッチングを行い、
B+ 注入する。そして、熱処理によりエミッタ層8及
びp+ 型外部ベース層7bを形成し、シリサイド膜1
2(例えばTiSi2 )を多結晶シリコン膜露出部に
選択的に形成し、層間酸化膜をCVDにより形成する。 さらに、酸化膜ドライエッチングによりコンタクトを開
孔し、バリアメタル15及びアルミ配線14によりベー
ス電極16,エミッタ電極17,コレクタ電極18を形
成する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体集積回路
装置は以上のように構成されており、p+ 型外部ベー
ス領域7b及びn+ 型埋込層2の面積が大きく、トラ
ンジスタ動作としては不要な領域が存在するため、コレ
クタ・ベース間接合容量CTC及びコレクタ・基板間接
合容量CTSが大きくなるという問題点があった。
【0005】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、トランジスタの寄生接合容量
を低減することにより、従来の2層多結晶シリコン構造
のバイポーラ型半導体集積回路装置よりさらに高速な動
作が可能な半導体集積回路装置を得ることを目的とする
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体集
積回路装置は、半導体基板上にアイソプレーナ技術にり
形成された二層の多結晶シリコン構造のバイポーラ型ト
ランジスタを有し、トランジスタ素子間を分離する酸化
膜の一部に高エネルギー酸素注入により形成した酸化膜
を用いたものである。
【0007】またこの発明に係る半導体集積回路装置は
、上記二層の多結晶シリコン構造のバイポーラ型トラン
ジスタの外部ベース領域直下に高エネルギー酸素注入に
より形成した酸化膜を備え、かつ前記外部ベース領域の
側壁を熱酸化膜で覆ったものである。
【0008】
【作用】この発明においては、トランジスタ素子間を分
離する酸化膜の一部を高エネルギー酸素注入を用いて形
成し、トランジスタの不要領域を該酸化膜により削減し
たので、寄生接合容量を低減することができ、半導体集
積回路の高速動作が可能となる。
【0009】さらにこの発明においては、トランジスタ
の外部ベース領域直下にも高エネルギー酸素注入により
酸化膜を形成し、かつ前記外部ベース領域の側壁を熱酸
化膜で覆うようにしたから、トランジスタの不要領域を
さらに削減でき、寄生接合容量が一層低減され、半導体
集積回路のより高速な動作が可能となる。
【0010】
【実施例】                    
                      図1は
本発明の一実施例による半導体集積回路の断面図であり
、図2〜図6はその製造工程を示す断面図である。図に
おいて、1はp− 型半導体基板、2はn+ 型埋込層
、3はn− 型エピタキシャル成長層、4はn+ 型コ
レクタウォール層、5はフィールド酸化膜、6はp型チ
ャネルカット層、7aは真性ベース層、7bはp+ 型
外部ベース層、8はエミッタ層、9は層間絶縁膜、10
はp型多結晶シリコン膜、11はn型多結晶シリコン膜
、12はシリサイド膜、13は層間絶縁膜、14はアル
ミ配線、15はバリアメタル、16はベース電極、17
はエミッタ電極、18はコレクタ電極、19は高エネル
ギー酸素注入により形成した酸化膜、20,21はCV
D酸化膜、22は熱酸化膜、23は窒化膜、24はレジ
スト、25a,25bは熱酸化膜、26a,26bはC
VD酸化膜である。
【0011】次にこの発明の製造フローを図2〜図6を
用いて説明する。まず、p− 型半導体基板1上にn+
 型埋込層2及び後のp型チャネルカット層6を形成し
、この上にn− 型エピタキシャル層3を成長させる(
図2(a) )。次に、第1のCVD酸化膜20をマス
クに素子分離用の高エネルギー(MeV)酸素注入を行
う(図2(b) )。そして、第1のCVD酸化膜20
除去後、第2のCVD酸化膜21をパターニングし、こ
の第2のCVD酸化膜21をマスクに2回目の高エネル
ギー(MeV)酸素注入を行う(図2(c) )。その
後、熱処理を行い酸化膜19を形成する(図3(a) 
)。そして、n− エピタキシャル層3上に熱酸化膜2
2,窒化膜23を形成し、トランジスタ領域のパターニ
ングを行う(図3(b) )。さらに、この窒化膜23
をマスクにしてフィールド酸化膜5を形成する。(図3
(c) )。その後、レジスト24をマスクにP+ (
リン)注入を行う(図4(a) )。そして、熱処理に
よりn+ 型コレクタウォール層4形成後、後工程で真
性ベース層7a及び外部ベース層7bとなる領域上の酸
化膜を部分的にエッチングし、第1層多結晶シリコン膜
10をCVDにより形成し、パターニングする。さらに
、この上に層間酸化膜9をCVDにより形成する(図4
(b) )。次に、エミッタ及びベース領域を構成する
ために多結晶シリコン膜10の中央部を層間酸化膜9と
共にシリコン面が露出するまで異方性エッチングし、シ
リコン面に熱酸化膜25aを形成し、真性ベース領域7
a形成のためにB+ 注入する(図4(c) )。そし
て、熱処理により真性ベース層7a形成後、再度レジス
ト24をマスクにn+ 型コレクタウォール4上にコン
タクトを酸化膜異方性エッチングにより開孔する(図5
(a) )。レジスト24除去後、CVD酸化膜26a
を形成する(図5(b) )。その後、このCVD酸化
膜26aをシリコン面が露出するまで異方性エッチング
を行い、エミッタ開孔部及びコレクタコンタクト開孔部
の側壁に額縁状の酸化膜、いわゆるサイドウォール酸化
膜25b,26bを形成する。そして、第2層の多結晶
シリコン膜11をCVDにより形成し、全面にAs+ 
(砒素)を注入する(図5(c))。そして、レジスト
24をマスクに多結晶シリコン膜で構成されるエミッタ
及びコレクタ領域11を異方性エッチングでパターニン
グする。その後、同一レジスト24をマスクに第1層の
多結晶シリコン膜10が露出するまで酸化膜異方性エッ
チングを行い、第1層の多結晶シリコン膜10にB+ 
を注入する(図6(a) )。レジスト24除去後、熱
処理によりエミッタ層8及びp+ 型  外部ベース層
7bを形成し、シリサイド膜10(例えばTiSi2 
)を第1,2の多結晶シリコン膜11,12の露出部に
選択的に形成する(図6(b) )。その後、層間酸化
膜13をCVDにより形成し、酸化膜ドライエッチング
によりコンタクトを開孔し、バリアメタル15及びアル
ミ配線14によりベース電極16,エミッタ電極17,
コレクタ電極15を形成して、図1の半導体集積回路装
置を完成する。
【0012】このように本実施例においては、二層の多
結晶シリコン構造のバイポーラ型トランジスタのトラン
ジスタ素子間を分離する酸化膜の一部に高エネルギー酸
素注入により形成した酸化膜を用いてトランジスタの動
作に不要な領域を削減したから、接合容量を低減するこ
とができる。
【0013】また、トランジスタの外部ベース領域直下
に高エネルギー酸素注入により酸化膜を形成し、しかも
外部ベース領域の側壁を熱酸化膜で覆ってトランジスタ
の不要領域をさらに削減したので、コレクタ・ベース間
接合容量CTC及びコレクタ・基板間接合容量CTSを
一層低減することができる。
【0014】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、トラン
ジスタ素子間を分離する酸化膜の一部に高エネルギー酸
素注入により形成した酸化膜を用いてトランジスタの動
作に不要な領域を削減したから、寄生接合容量を低減す
ることができ、高速動作の可能な二層の多結晶シリコン
構造のバイポーラ型トランジスタを得られる効果がある
【0015】さらにこの発明によれば、トランジスタの
外部ベース領域直下に高エネルギー酸素注入により酸化
膜を形成し、しかも外部ベース領域の側壁を熱酸化膜で
覆ったから、トランジスタの不要領域がさらに削減され
、寄生接合容量を一層低減することができ、より高速な
動作の可能な二層の多結晶シリコン構造のバイポーラ型
トランジスタを得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による半導体集積回路装置
を示す断面図である。
【図2】この発明の一実施例による半導体集積回路装置
の製造工程の一部を示す断面図である。
【図3】この発明の一実施例による半導体集積回路装置
の製造工程の一部を示す断面図である。
【図4】この発明の一実施例による半導体集積回路装置
の製造工程の一部を示す断面図である。
【図5】この発明の一実施例による半導体集積回路装置
の製造工程の一部を示す断面図である。
【図6】この発明の一実施例による半導体集積回路装置
の製造工程の一部を示す断面図である。
【図7】従来の半導体集積回路装置を示す断面図である
【符号の説明】
1              p− 型半導体基板2
              n+ 型埋込層3   
           n− 型エピタキシャル成長層
4              n+型コレクタウォー
ル層5              フィールド酸化膜
6              チャネルカット層7a
            真性ベース層7b     
       p+ 型外部ベース層8       
       エミッタ層9            
  層間絶縁膜10            p型の多
結晶シリコン膜11            n型の多
結晶シリコン膜12            シリサイ
ド膜13            層間絶縁膜14  
          アルミ配線15        
    バリアメタル16            ベ
ース電極17            エミッタ電極1
8            コレクタ電極19    
        高エネルギー酸素注入により形成した
酸化膜 20,21      CVD酸化膜 22            熱酸化膜23     
       窒化膜 24            レジスト25a,25b
  熱酸化膜 26a,27b  CVD酸化膜

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  半導体基板上にアイソプレーナ技術に
    より形成された二層の多結晶シリコン構造のバイポーラ
    型トランジスタを有する半導体集積回路装置において、
    トランジスタ素子間を分離する酸化膜の一部に高エネル
    ギー酸素注入により形成した酸化膜を用いたことを特徴
    とする半導体集積回路装置。
  2. 【請求項2】  前記二層多結晶シリコン構造のバイポ
    ーラ型トランジスタの外部ベース領域直下に、高エネル
    ギー酸素注入により形成した酸化膜を備え、かつ前記外
    部ベース領域の側壁を熱酸化膜で覆ったことを特徴とす
    る請求項1記載の半導体集積回路装置。
JP1842991A 1991-01-16 1991-01-16 半導体集積回路装置 Pending JPH04241422A (ja)

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DE102004061327A1 (de) * 2004-12-11 2006-06-14 IHP GmbH - Innovations for High Performance Microelectronics/Institut für innovative Mikroelektronik Vertikaler Bipolartransistor
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