JPH04271126A - 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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JPH04271126A
JPH04271126A JP495191A JP495191A JPH04271126A JP H04271126 A JPH04271126 A JP H04271126A JP 495191 A JP495191 A JP 495191A JP 495191 A JP495191 A JP 495191A JP H04271126 A JPH04271126 A JP H04271126A
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JP
Japan
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electrode
layer
insulating film
forming
hetero
Prior art date
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Pending
Application number
JP495191A
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English (en)
Inventor
Atsushi Hachisuga
敦司 蜂須賀
Kimiharu Uga
宇賀 公治
Kazuhito To
塘 一仁
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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Publication date
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  • Bipolar Transistors (AREA)
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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およびその製
造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図9〜図13は従来のヘテロバイポーラ
トランジスタを製造する工程を順に示す断面図である。
【0003】図9に示す様に、高濃度のn型シリコン基
板1上に低濃度n型シリコンエピタキシャル層2、例え
ばSiGeなどのp型ヘテロエピタキシャル層3、高濃
度n型シリコンエピタキシャル層4を連続的に分子線エ
ピタキシ法により順次堆積させる。
【0004】次に図10に示す様に、パターニングした
レジスト膜50をマスクとして高濃度n型シリコンエピ
タキシャル層4をエッチング除去し、エミッタ層5を形
成する。
【0005】更に図11に示す様にパターニングしたレ
ジスト膜51をマスクとして、前記p型ヘテロエピタキ
シャル層3と低濃度n型シリコンエピタキシャル層の途
中までをエッチングにより除去し、ベース層6、コレク
タ層7を形成する。
【0006】この後図12に示す様に、基板全面に低温
で酸化膜300を形成し、更に図13に示す様に、後述
するエミッタ電極、ベース電極形成の為に酸化膜300
をパターニングする。次にベースコンタクト抵抗低減の
為にp型不純物を低エネルギで注入し、低温アニールで
活性化させ、ベース電極取出し層(外部ベース)8を形
成する。その時エミッタ層5にもp型不純物が注入され
るがエミッタ層5は高濃度のn型半導体であるので問題
は生じない。
【0007】この後エミッタ電極200、ベース電極2
01を形成する。コレクタ電極は基板1の裏面からとり
、ヘテロバイポーラトランジスタが完成する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来のヘテロバイポー
ラトランジスタは以上のように構成されているので、ベ
ース電極取出し層8によってベース・コレクタ間の接合
容量が大きく、またベース抵抗も高くなり、これらがト
ランジスタの高速動作を妨げているという問題点があっ
た。
【0009】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたもので、高速動作が可能な半導体装置を提供
することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる半導体
装置は、半導体基板上に形成された第1導電型の第1電
極と、第1電極上に形成された第2導電型の第2電極お
よび第2電極取出層と、第2電極上に形成された第1導
電型の第3電極と、第2電極取出層の下部に絶縁膜を備
える。
【0011】この発明にかかる半導体装置は、好ましく
はさらに第2電極及び第2電極取出層がそれぞれ第1電
極及び絶縁膜上に固相エピタキシャル成長したヘテロ材
料から成り、第2電極及び第2電極取出層上には高融点
金属が形成されている。
【0012】この発明にかかる半導体装置の製造方法は
、半導体基板上に第1導電型の第1電極を形成する工程
と、第1電極上に第1絶縁膜を形成してその一部を開孔
する工程と、第1電極上及び第1絶縁膜上に第1多結晶
半導体層を形成する工程と、第1多結晶半導体層に第2
導電型不純物及びヘテロ半導体に変成する不純物を注入
し、第1多結晶半導体層をヘテロ型アモルファス半導体
層とする工程と、ヘテロ型アモルファス半導体層上に高
融点金属を形成する工程と、アニールを施すことにより
第1電極上のヘテロ型アモルファス半導体層を単結晶化
して第2電極を、第1絶縁膜上のヘテロ型アモルファス
半導体層を単結晶化して第2電極取出層をそれぞれ形成
する工程と、第2絶縁膜を前記半導体基板の全面に形成
し、パターニングにより第2電極及び第1電極を露呈さ
せ、それぞれ第1開孔部及び第2開孔部を設ける工程と
、第1開孔部及び第2開孔部の側壁に第3絶縁膜を形成
する工程と、第1導電型不純物を含む第2多結晶半導体
層を選択的に設けて第3電極及び第1電極取出層を形成
する工程と、を備える。
【0013】
【作用】第2電極取出層直下に絶縁膜が形成されるため
、第2電極と第1電極との間の接合容量は低減する。
【0014】第2電極及び第2電極取出層の上部には高
融点金属を設けているので第2電極の抵抗は低減する。
【0015】なお、ここで「高融点金属」とは「高融点
金属シリサイド」をも含めたものである。
【0016】
【実施例】図1〜図8は本発明の一実施例を工程順に示
す断面図である。
【0017】まず低不純物濃度のp型半導体基板、例え
ばp型シリコン基板11上に高濃度のn型コレクタ埋込
層(フローティングコレクタ埋込層)12を形成し、更
に低不純物濃度のn型半導体層、例えばn型シリコンエ
ピタキシャル層13を形成する。次にエピタキシャル層
13の表面から埋込層12を通って基板11の途中まで
エッチングすることにより、素子間分離溝14を形成す
る。この溝14の底部の基板11中にチャネルカット用
p型半導体層15を形成する。更にエピタキシャル層1
3の全面に分離用酸化膜16を形成して溝14を酸化膜
16で充填し、溝14にある酸化膜16以外を全面エッ
チングすることによってエピタキシャル層13を露呈さ
せる。
【0018】次にレジストマスク(図示せず)を用い、
溝14の近傍にn型不純物をイオン注入し、熱処理を施
すことによりエピタキシャル層13中にコレクタウォー
ル層17を形成する。そしてエピタキシャル層13の全
面に酸化膜110を被着し、活性領域20の酸化膜11
0をエッチングにて除去し、エピタキシャル層13を露
呈させる(図1)。
【0019】この後、図2に示すように全面に第1のポ
リシリコン膜100をSiH4 を用いて形成した後、
ポリシリコン膜100中に高濃度のBイオン、Geイオ
ンをイオン注入する。B注入は、p型不純物形成の為で
あり、Ge注入は、ポリシリコン膜100をアモルファ
ス化してアモルファスSiGe膜101を形成すると同
時に活性領域20においてヘテロ接合を形成する為であ
る。
【0020】次に図3に示すように全面にMo,W,T
i等の高融点金属膜105を推積させる。既述のように
Si,WSi,TiSi等の高融点金属シリサイドを用
いてもよい。
【0021】次に図4に示すようにGe注入によりアモ
ルファス化されたSiGe膜101及びその上層に形成
した高融点金属膜105を同時に同じマスクを用いて活
性領域20の近傍のみ残して、その他はエッチングにて
除去する。次に所定の温度でアニール等を施す事により
アモルファスSiGe膜101は、下地のエピタキシャ
ル層13や酸化膜110をシードとして結晶化が進み、
かつGeが注入されているのでヘテロ材料となる。活性
領域20においては下地がエピタキシャル層13である
ので単結晶SiGe層(真性ベース層)18が形成され
、また酸化膜110上のアモルファスSiGe膜101
はポリSiGe層(外部ベース電極取出し層)19とな
る。即ち下地のちがいを利用して真性ベース層18と外
部ベース電極取出し層19とを自己整合的に形成するこ
とができ、素子の微細化が可能である。また外部ベース
取出し層19の直下に酸化膜110があるので、ベース
・コレクタ接合容量が低減し、高速動作が可能となる。
【0022】次に基板全面に酸化膜111を推積後活性
領域20とコレクタウォール層17のみを開孔し、同時
にその部分の高融点金属膜105をも除去することによ
ってそれぞれ真性ベース層18、コレクタウォール層1
7を露呈させる(図5)。
【0023】次に基板全面に酸化膜を推積し、その後異
方性エッチングを施すことにより真性ベース層18、コ
レクタウォール層17の上部の開孔部の側面に側壁酸化
膜114を形成する(図6)。
【0024】次に全面にあらかじめ高濃度のn型不純物
をドープしたポリシリコン膜を推積し、その後レジスト
マスク(図示せず)を用いてパターニングすることによ
ってエミッタ層30、コレクタ電極取出し層31を形成
する(図7)。
【0025】そして低温で酸化膜112を全面に推積さ
せた後エミッタ層30、ベース電極取出し層19、コレ
クタ電極取出し層31のそれぞれ上部を開孔し、エミッ
タ層30上にエミッタ電極200を、ベース電極取出し
層19上に高融点金属膜105を介してベース電極20
1を、コレクタ電極取出し層31上にコレクタ電極20
2をそれぞれ形成してヘテロバイポーラトランジスタが
完成する。ベース電極201と真性ベース層18とは高
融点金属105によって電気的に接続されているので、
ベース抵抗は低下し、高速動作が可能となる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1にかかる
半導体装置は、第1導電型の半導体基板と、半導体基板
の上に形成された第2導電型の第1電極と、第1電極上
に形成された第1導電型の第2電極および第2電極取出
層と、第2電極上に形成された第2導電型の第3電極と
、第2電極取出層の下部に絶縁膜を備える。従って第2
電極と第1電極との間の接合容量は低減し、高速動作が
可能となる。
【0027】請求項2にかかる半導体装置は、さらに第
2電極及び第2電極取出層はそれぞれ第1電極及び絶縁
膜上に固相エピタキシャル成長したヘテロ材料からなり
、第2電極及び第2電極取出層上には高融点金属が形成
されている。従って高融点金属層が介在するために第2
電極の抵抗が低減し、高速動作可能な半導体装置が得ら
れる。
【0028】またこの発明にかかる半導体装置の製造方
法は、半導体基板上に第1導電型の第1電極を形成する
工程と、第1電極上に第1絶縁膜を形成してその一部を
開孔する工程と、第1電極上及び第1絶縁膜上に第1多
結晶半導体層を形成する工程と、第1多結晶半導体層に
第2導電型不純物及びヘテロ半導体に変成する不純物を
注入し、第1多結晶半導体層をヘテロ型アモルファス半
導体層とする工程と、ヘテロ型アモルファス半導体層上
に高融点金属を形成する工程と、アニールを施して第1
電極上のヘテロ型アモルファス半導体層を単結晶化して
第2電極を、第1絶縁膜上のヘテロ型アモルファス半導
体層を単結晶化して第2電極取出層をそれぞれ形成する
工程と、第2絶縁膜を半導体基板の全面に形成し、パタ
ーニングにより第2電極及び第1電極を露呈させ、それ
ぞれ第1開孔部及び第2開孔部を設ける工程と、第1開
孔部及び第2開孔部の側壁に第3絶縁膜を形成する工程
と、第1導電型不純物を含む第2多結晶半導体層を選択
的に設けて第3電極及び第1電極取出層を形成する工程
と、を備える。
【0029】従ってこの発明にかかる半導体装置が得ら
れるのみならず、第2電極と第2電極取出し部は自己整
合的に形成されるので半導体装置の微細化も可能である
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を製造工程順に示した断面
図である。
【図2】この発明の一実施例を製造工程順に示した断面
図である。
【図3】この発明の一実施例を製造工程順に示した断面
図である。
【図4】この発明の一実施例を製造工程順に示した断面
図である。
【図5】この発明の一実施例を製造工程順に示した断面
図である。
【図6】この発明の一実施例を製造工程順に示した断面
図である。
【図7】この発明の一実施例を製造工程順に示した断面
図である。
【図8】この発明の一実施例を製造工程順に示した断面
図である。
【図9】従来の技術を製造工程順に説明する断面図であ
る。
【図10】従来の技術を製造工程順に説明する断面図で
ある。
【図11】従来の技術を製造工程順に説明する断面図で
ある。
【図12】従来の技術を製造工程順に説明する断面図で
ある。
【図13】従来の技術を製造工程順に説明する断面図で
ある。
【符号の説明】
11    p型シリコン基板 12    n型コレクタ埋込層 13    n型シリコンエピタキシャル層18   
 真性ベース層 19    ベース電極取出し層 30    シリコンエピタキシャル層100  ポリ
シリコン膜 105  高融点金属 111  酸化膜 112  酸化膜 114  側壁酸化膜

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  半導体基板上に形成された第1導電型
    の第1電極と、前記第1電極上に形成された第2導電型
    の第2電極および第2電極取出層と、前記第2電極上に
    形成された第1導電型の第3電極と、前記第2電極取出
    層の下部に形成された絶縁膜を備えることを特徴とする
    半導体装置。
  2. 【請求項2】  請求項1の半導体装置において、第2
    電極及び前記第2電極取出層はそれぞれ第1電極及び絶
    縁膜上に固相エピタキシャル成長したヘテロ材料から成
    り、前記第2電極及び前記第2電極取出層上には高融点
    金属が形成されていることを特徴とする半導体装置。
  3. 【請求項3】  半導体基板上に第1導電型の第1電極
    を形成する工程と、前記第1電極上に第1絶縁膜を形成
    してその一部を開孔する工程と、前記第1電極上及び前
    記第1絶縁膜上に第1多結晶半導体層を形成する工程と
    、前記第1多結晶半導体層に第2導電型不純物及びヘテ
    ロ半導体に変成する不純物を注入し、前記第1多結晶半
    導体をヘテロ型アモルファス半導体層とする工程と、前
    記ヘテロ型アモルファス半導体層上に高融点金属を形成
    する工程と、アニールを施すことにより前記第1電極上
    の前記ヘテロ型アモルファス半導体層を単結晶化して第
    2電極を、前記第1絶縁膜上の前記ヘテロ型アモルファ
    ス半導体層を単結晶化して第2電極取出層をそれぞれ形
    成する工程と、第2絶縁膜を前記半導体基板の全面に形
    成し、パターニングにより前記第2電極及び前記第1電
    極を露呈させ、それぞれ第1開孔部及び第2開孔部を設
    ける工程と、前記第1開孔部及び第2開孔部の側壁に第
    3絶縁膜を形成する工程と、第1導電型不純物を含む第
    2多結晶半導体層を選択的に設けて第3電極及び第1電
    極取出層を形成する工程と、を備えることを特徴とする
    半導体装置の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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US6258664B1 (en) 1999-02-16 2001-07-10 Micron Technology, Inc. Methods of forming silicon-comprising materials having roughened outer surfaces, and methods of forming capacitor constructions

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