JPH04312926A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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Publication number
JPH04312926A
JPH04312926A JP5196091A JP5196091A JPH04312926A JP H04312926 A JPH04312926 A JP H04312926A JP 5196091 A JP5196091 A JP 5196091A JP 5196091 A JP5196091 A JP 5196091A JP H04312926 A JPH04312926 A JP H04312926A
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JP
Japan
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layer
oxide film
conductivity type
type
collector
Prior art date
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Application number
JP5196091A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhito To
塘 一仁
Kimiharu Uga
宇賀 公治
Atsushi Hachisuga
敦司 蜂須賀
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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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Abstract

PURPOSE:To reduce a junction capacitance between the base and collector of a bipolar transistor. CONSTITUTION:The first oxide film 220 covering a collector layer of the second conductive type is provided. By the solid phase epitaxial growth using a gas containing impurities that are able to become the first conductive impurities and hetero materials, and selectively formed simultaneously in a self-alignment manner are, respectively, an intrinsic base layer 18 of the first conductive type consisting of a monocrystal hetero base layer on the collector layer through a selective opening portion of the first oxide film 110 and an external base electrode takeoff layer 19 of the first high-impurity concentration conductive type consisting of a polycrystal line hetero base layer on the first oxide film 110 in conformity with the intrinsic base layer 18. Also, the second oxide film 112 covering the intrinsic base layer 18 is provided, and the second high-impurity concentration conductive emitter layer 21 is selectively formed on the intrinsic base layer 18 through a selective opening portion in the second oxide film 112.

Description

【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,および
その製造方法に関し、特に、ヘテロバイポーラトランジ
スタ(Hetero Bipolar Transis
tor.以下, HBTと呼ぶ)を有する半導体装置,
およびその製造方法に係るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and particularly to a semiconductor device and a method for manufacturing the same.
tor. A semiconductor device having a HBT (hereinafter referred to as HBT),
and its manufacturing method.

【0002】0002

【従来の技術】従来例によるこの種のHBTの概要構成
を図7に模式的に示し、また、同上HBTの主要な製造
工程を図8ないし図11に順次模式的に示してある。
2. Description of the Related Art The general structure of a conventional HBT of this kind is schematically shown in FIG. 7, and the main manufacturing steps of the HBT are sequentially schematically shown in FIGS. 8 to 11.

【0003】まず最初に、図7に示す従来でのHBTの
構成について述べる。
First, the configuration of a conventional HBT shown in FIG. 7 will be described.

【0004】すなわち、この図7に示すHBTの装置構
成において、符号1はn+型のシリコン基板であり、7
,6,および5は当該n+型シリコン基板1上に順次に
堆積,かつ選択成形して形成されたn−型のエピタキシ
ャル層からなるコレクタ層, p型のヘテロエピタキシ
ャル層からなるベース層,およびn+型のエピタキシャ
ル層からなるエミッタ層、8は前記 p型ベース6内に
選択的に形成されたp+型のベース電極取り出し層(外
部ベース層)である。また、100は前記各層上に被覆
された酸化膜、200,および201は当該酸化膜10
0に選択開口されたスルーホールを通して前記n+型エ
ミッタ層5,およびp+型ベース電極取り出し層8にそ
れぞれ接続されたエミッタ電極,およびベース電極であ
る。
That is, in the device configuration of the HBT shown in FIG. 7, numeral 1 is an n+ type silicon substrate;
, 6, and 5 are a collector layer made of an n-type epitaxial layer formed by sequentially depositing and selectively molding on the n+ type silicon substrate 1, a base layer made of a p-type heteroepitaxial layer, and an n+ The emitter layer 8 made of a type epitaxial layer is a p+ type base electrode extraction layer (external base layer) selectively formed within the p type base 6. Further, 100 is an oxide film coated on each layer, and 200 and 201 are oxide films 10 and 201.
An emitter electrode and a base electrode are respectively connected to the n+ type emitter layer 5 and the p+ type base electrode extraction layer 8 through through holes selectively opened to zero.

【0005】続いて、前記図7の構成に対応した図8な
いし図11に示す従来でのHBTの製造工程について述
べる。
Next, the manufacturing process of the conventional HBT shown in FIGS. 8 to 11 corresponding to the structure shown in FIG. 7 will be described.

【0006】前記図7に示す構成による従来でのHBT
の場合、第1の工程(図8に対応する)においては、n
+型シリコン基板1上にあって、分子線エピタキシ法な
どにより、n−型エピタキシャル層2, p型ヘテロエ
ピタキシャル層3,およびn+型シリコンエピタキシャ
ル層4をそれぞれ順次連続的に堆積させる。
A conventional HBT having the configuration shown in FIG.
In the first step (corresponding to FIG. 8), n
On a + type silicon substrate 1, an n- type epitaxial layer 2, a p-type heteroepitaxial layer 3, and an n+ type silicon epitaxial layer 4 are successively deposited in sequence by molecular beam epitaxy or the like.

【0007】第2の工程(図9に対応する)においては
、写真蝕刻法により、パターニングされたレジスト膜5
0をマスクに用い、前記n+型シリコンエピタキシャル
層4を選択的にエッチング除去することにより、n+型
エミッタ層5を形成する。
In the second step (corresponding to FIG. 9), a patterned resist film 5 is formed by photolithography.
0 as a mask, the n+ type silicon epitaxial layer 4 is selectively etched away, thereby forming the n+ type emitter layer 5.

【0008】第3の工程(図10に対応する)において
は、前記と同様に、写真蝕刻法により、パターニングさ
れたレジスト膜51をマスクに用い、前記 p型ヘテロ
エピタキシャル層3からn−型のエピタキシャル層2の
一部までを選択的にエッチング除去することにより、 
p型ベース層6,およびn−型コレクタ層7をそれぞれ
に形成する。
In the third step (corresponding to FIG. 10), similarly to the above, a patterned resist film 51 is used as a mask by photolithography to remove n-type from the p-type heteroepitaxial layer 3. By selectively etching away part of the epitaxial layer 2,
A p-type base layer 6 and an n-type collector layer 7 are formed respectively.

【0009】第4の工程(図11)においては、前記各
層上を覆うようにして、その表面の全面に低温で層間絶
縁膜となる酸化膜100を堆積させる。
In the fourth step (FIG. 11), an oxide film 100, which will become an interlayer insulating film, is deposited on the entire surface at a low temperature so as to cover each of the layers.

【0010】続いて、第5の工程においては、図7に見
られるように、前記酸化膜100に対し、前記と同様に
、写真蝕刻法により、パターニングされたレジスト膜(
図示省略)をマスクにして、前記n+型エミッタ層5,
および p型ベース層6に対応する各スルーホール20
0a,および201aをそれぞれに開口させた上で、ベ
ースコンタクト抵抗低減のために p型不純物を低エネ
ルギーでイオン注入し、かつ低温アニールで活性化させ
て、 p型ベース層6上に各p+型のベース電極取り出
し層8をそれぞれ選択的に形成させる。
Subsequently, in the fifth step, as shown in FIG. 7, the oxide film 100 is patterned with a resist film (
(not shown) as a mask, the n+ type emitter layer 5,
and each through hole 20 corresponding to the p-type base layer 6
0a and 201a are opened, p-type impurities are ion-implanted at low energy to reduce the base contact resistance, and activated by low-temperature annealing to form p+-type impurities on the p-type base layer 6. The base electrode extraction layers 8 are selectively formed.

【0011】なお、このとき、p+型のベース電極取り
出し層8の形成対象となる p型ベース層6以外のn+
型エミッタ層5にも、同様に、 p型不純物がイオン注
入されるが、この場合,当該n+型エミッタ層5自体が
高濃度であることから、特に問題を生ずることはない。
[0011] At this time, n
Similarly, p-type impurities are ion-implanted into the n+-type emitter layer 5, but in this case, no particular problem arises because the n+-type emitter layer 5 itself has a high concentration.

【0012】その後,周知のように、前記n+型エミッ
タ層5,および各p+型のベース電極取り出し層8に対
し、各スルーホール200a,および201aを通して
エミッタ電極200,および各ベース電極201をそれ
ぞれに形成し、かつこゝでは図示してないが、コレクタ
電極を基板裏面からとり、このようにして、所期通りの
構成による従来のHBTを得るのである。
Thereafter, as is well known, the emitter electrode 200 and each base electrode 201 are connected to the n+ type emitter layer 5 and each p+ type base electrode extraction layer 8 through the through holes 200a and 201a, respectively. A collector electrode (not shown here) is taken from the back side of the substrate, and in this way a conventional HBT with the desired configuration is obtained.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ように構成される従来のHBTにおいては、各p+型ベ
ース電極取り出し層(外部ベース層)によるベース・コ
レクタ間の接合容量が大きいために、ベース抵抗が増加
してバイポーラトランジスタの高速化を低下させるとい
う問題点がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the conventional HBT configured as described above, since the junction capacitance between the base and the collector is large due to each p+ type base electrode extraction layer (external base layer), the base There is a problem in that the resistance increases, which reduces the speed improvement of the bipolar transistor.

【0014】この発明は、従来のこのような問題点を改
善するためになされたもので、その目的とするところは
、バイポーラトランジスタでのベース・コレクタ間の接
合容量を低減させて高速化を図り得るようにした,この
種の半導体装置,およびその製造方法,こゝでは、HB
Tを有する半導体装置,およびその製造方法を提供する
ことである。
[0014] This invention was made in order to improve these conventional problems, and its purpose is to reduce the junction capacitance between the base and collector of a bipolar transistor to increase its speed. This type of semiconductor device and its manufacturing method are described here.
An object of the present invention is to provide a semiconductor device having T and a method for manufacturing the same.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明に係る半導体装置,およびその製造方法は
、HBTにおいて、第2導電型のコレクタ層を覆う第1
の酸化膜を設け、第1導電型の不純物,ならびにヘテロ
材料となり得る不純物を含むガスを用いた固層エピタキ
シャル成長により、第1の酸化膜の選択開口部を通して
、コレクタ層上に単結晶ヘテロベース層からなる第1導
電型の真性ベース層,および真性ベース層に合わせて、
第1の酸化膜上に多結晶ヘテロベース層からなる高濃度
第1導電型の外部ベース電極取り出し層のそれぞれを同
時に自己整合的に選択形成させ、かつ真性ベース層を覆
う第2の酸化膜を設け、この第2の酸化膜の選択開口部
を通して、真性ベース層上に高濃度第2導電型のエミッ
タ層を選択形成させるようにしたものである。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, a semiconductor device and a method for manufacturing the same according to the present invention provide a first conductivity type collector layer covering a second conductivity type collector layer in an HBT.
A single-crystal hetero base layer is formed on the collector layer through a selective opening in the first oxide film by solid-phase epitaxial growth using a gas containing impurities of the first conductivity type and impurities that can become a hetero material. In accordance with the first conductivity type intrinsic base layer consisting of and the intrinsic base layer,
On the first oxide film, each of the high concentration first conductivity type external base electrode extraction layers made of a polycrystalline heterobase layer is simultaneously selectively formed in a self-aligned manner, and a second oxide film covering the intrinsic base layer is formed. A high concentration emitter layer of the second conductivity type is selectively formed on the intrinsic base layer through the selective opening of the second oxide film.

【0016】すなわち,この発明は、ヘテロバイポーラ
トランジスタをもつ半導体装置であって、第1導電型の
半導体基板上に形成された第2導電型のコレクタ層と、
第1導電型の不純物,ならびにヘテロ材料となり得る不
純物を含むガスを用いた固層エピタキシャル成長により
、前記コレクタ層を覆う第1の酸化膜の選択開口部を通
して、当該コレクタ層上に自己整合的に選択形成された
単結晶ヘテロベース層からなる第1導電型の真性ベース
層,および当該真性ベース層に合わせて連接されると共
に、当該第1の酸化膜上に同時に自己整合的に選択形成
された多結晶ヘテロベース層からなる高濃度第1導電型
の外部ベース電極取り出し層と、前記真性ベース層を覆
う第2の酸化膜の選択開口部を通して、当該真性ベース
層上に選択的に形成された高濃度第2導電型のエミッタ
層とを、少なくとも備えて構成したことを特徴とする半
導体装置である。
That is, the present invention provides a semiconductor device having a hetero bipolar transistor, which includes a collector layer of a second conductivity type formed on a semiconductor substrate of a first conductivity type;
By solid-phase epitaxial growth using a gas containing an impurity of the first conductivity type and an impurity that can become a hetero material, the material is selectively formed on the collector layer through a selective opening in the first oxide film covering the collector layer in a self-aligned manner. A first conductivity type intrinsic base layer consisting of the formed single crystal hetero base layer, and a polygonal layer connected to the intrinsic base layer and simultaneously selectively formed on the first oxide film in a self-aligned manner. A highly concentrated external base electrode extraction layer of the first conductivity type consisting of a crystalline heterobase layer and a selective opening of a second oxide film covering the intrinsic base layer are selectively formed on the intrinsic base layer. The semiconductor device is characterized in that it includes at least an emitter layer of a second conductivity type.

【0017】また、この発明方法は、ヘテロバイポーラ
トランジスタをもつ半導体装置の製造方法であって、第
1導電型の半導体基板上に、第2導電型のコレクタ層を
堆積させ、かつ当該コレクタ層の表面から基板内部に達
する素子間分離酸化膜を形成させる工程と、前記コレク
タ層上を第1の酸化膜によって覆い、かつ当該第1の酸
化膜での活性領域該当部分を選択的に開口させる工程と
、前記開口部を含む第1の酸化膜上に、第1導電型の不
純物,ならびにヘテロ材料となり得る不純物を含むガス
を用いた固層エピタキシャル成長により、第1導電型の
シリコン層を堆積させて、前記開口部を通したコレクタ
層上の堆積部分では、当該コレクタ層の単結晶を成長の
核にした単結晶ヘテロベース層を成長させて第1導電型
の真性ベース層を自己整合的に形成させ、また同時に、
第1の酸化膜上の堆積部分では、任意の結晶方向をもつ
多結晶ヘテロベース層を成長させて高濃度第1導電型の
外部ベース電極取り出し層を自己整合的に選択形成させ
る工程と、前記真性ベース層,および外部ベース電極取
り出し層を含む第1の酸化膜上を第2の酸化膜によって
覆い、かつ当該第2の酸化膜での前記真性ベース層対応
部分を選択的に開口させる工程と、当該開口部を通して
前記真性ベース層上に高濃度第2導電型のエミッタ層を
選択形成させる工程とを、少なくとも含むことを特徴と
する半導体装置の製造方法である。
The method of the present invention is also a method for manufacturing a semiconductor device having a hetero-bipolar transistor, which comprises: depositing a collector layer of a second conductivity type on a semiconductor substrate of a first conductivity type; a step of forming an element isolation oxide film reaching the inside of the substrate from the surface, and a step of covering the collector layer with a first oxide film and selectively opening a portion corresponding to the active region in the first oxide film. and depositing a silicon layer of the first conductivity type on the first oxide film including the opening by solid-phase epitaxial growth using a gas containing impurities of the first conductivity type and an impurity that can become a hetero material. , in the deposited portion on the collector layer through the opening, a single-crystal heterobase layer is grown using the single crystal of the collector layer as a growth nucleus to form a first conductivity type intrinsic base layer in a self-aligned manner; and at the same time,
In the deposited portion on the first oxide film, a step of growing a polycrystalline heterobase layer having an arbitrary crystal direction to selectively form a highly concentrated first conductivity type external base electrode extraction layer in a self-aligned manner; covering the first oxide film including the intrinsic base layer and the external base electrode extraction layer with a second oxide film, and selectively opening a portion of the second oxide film corresponding to the intrinsic base layer; A method of manufacturing a semiconductor device is characterized in that it includes at least the steps of selectively forming a highly doped emitter layer of a second conductivity type on the intrinsic base layer through the opening.

【0018】[0018]

【作用】従って、この発明に係る半導体装置,およびそ
の製造方法では、HBTにおいて、第2導電型のコレク
タ層を覆う第1の酸化膜を設け、この状態で、第1導電
型の不純物,ならびにヘテロ材料となり得る不純物を含
むガスを用いた固層エピタキシャル成長により、第1の
酸化膜の選択開口部を通して、コレクタ層上に単結晶ヘ
テロベース層からなる第1導電型の真性ベース層を、ま
た、真性ベース層に合わせて、第1の酸化膜上に多結晶
ヘテロベース層からなる高濃度第1導電型の外部ベース
電極取り出し層をそれぞれ同時に選択形成させているた
め、外部ベース電極取り出し層とコレクタ層との間に第
1の酸化膜が介在されて、ベース・コレクタ間の接合容
量が低減され、かつ真性ベース層,および外部ベース電
極取り出し層を自己整合的に選択形成し得る。
[Operation] Therefore, in the semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the present invention, the first oxide film covering the collector layer of the second conductivity type is provided in the HBT, and in this state, impurities of the first conductivity type and By solid-layer epitaxial growth using a gas containing impurities that can become a hetero material, an intrinsic base layer of the first conductivity type consisting of a single crystal hetero base layer is formed on the collector layer through a selective opening of the first oxide film; In accordance with the intrinsic base layer, the highly concentrated first conductivity type external base electrode extraction layer made of a polycrystalline heterobase layer is selectively formed on the first oxide film at the same time, so that the external base electrode extraction layer and the collector A first oxide film is interposed between the first oxide film and the first oxide film to reduce the base-collector junction capacitance, and the intrinsic base layer and the external base electrode extraction layer can be selectively formed in a self-aligned manner.

【0019】[0019]

【実施例】以下,この発明に係る半導体装置,およびそ
の製造方法の一実施例につき、図1ないし図6を参照し
て詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a semiconductor device and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 1 to 6.

【0020】図1はこの発明の一実施例を適用した半導
体装置,こゝでは、HBTの概要構成を模式的に示す断
面図であり、また、図2ないし図6は同上HBTの主要
な製造工程を順次模式的に示すそれぞれに断面図である
FIG. 1 is a sectional view schematically showing the general structure of a semiconductor device, in this case an HBT, to which an embodiment of the present invention is applied, and FIGS. 2 to 6 show the main manufacturing steps of the HBT. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically illustrating the steps sequentially.

【0021】最初に、図1の実施例によるHBTの構成
について述べる。
First, the configuration of the HBT according to the embodiment shown in FIG. 1 will be described.

【0022】すなわち,図1に示す実施例によるHBT
の構成において、符号11は p型の半導体基板,例え
ば、 p型シリコン基板であり、12,および13は当
該 p型シリコン基板11上に順次に堆積されたn+型
のフローティングコレクタ層,およびn−型のエピタキ
シャル層である。そして、14は前記n−型エピタキシ
ャル層13からn+型フローティングコレクタ層12を
経て p型シリコン基板11内に達するまで選択的に掘
り込まれた各素子間絶縁溝、15は当該各素子間絶縁溝
14の溝底部該当の各基板部分に選択的に拡散形成され
たチャネルカット用のP+型層、16は当該各素子間絶
縁溝14内を埋め込む分離酸化膜である。
That is, the HBT according to the embodiment shown in FIG.
In this configuration, reference numeral 11 is a p-type semiconductor substrate, for example, a p-type silicon substrate, and 12 and 13 are an n+-type floating collector layer and an n- This is an epitaxial layer of the type. Reference numeral 14 indicates each inter-element insulating groove selectively dug from the n-type epitaxial layer 13 through the n+-type floating collector layer 12 to reach the p-type silicon substrate 11, and 15 indicates each inter-element insulating groove. 14 is a P+ type layer for channel cutting selectively diffused and formed in each substrate portion corresponding to the groove bottom, and 16 is an isolation oxide film that fills the inside of each inter-element insulating groove 14.

【0023】また、17は前記n−型エピタキシャル層
13での所定領域部分に選択的に拡散形成されて、前記
n+型フローティングコレクタ層12に接するn+型の
コレクタウォール層を示し、18は第1の酸化膜110
の開口部分110aを通して前記n−型エピタキシャル
層13に接するように選択成長された単結晶SiGe(
ヘテロベース)層による p型の真性ベース層であり、
19は当該 p型真性ベース層18に連接されて、酸化
膜110上に選択的に形成された多結晶シリコン層によ
るp+型の外部ベース電極取り出し層である。
Further, 17 indicates an n+ type collector wall layer which is selectively diffused in a predetermined region of the n- type epitaxial layer 13 and is in contact with the n+ type floating collector layer 12, and 18 indicates the first oxide film 110 of
Single crystal SiGe (
It is a p-type intrinsic base layer based on a heterobase) layer,
Reference numeral 19 denotes a p+ type external base electrode extraction layer made of a polycrystalline silicon layer connected to the p type intrinsic base layer 18 and selectively formed on the oxide film 110.

【0024】さらに、20は第2,第1の各酸化膜11
2,110を通して前記n+型コレクタウォール層17
に接するように選択形成された多結晶シリコン層による
n+型のコレクタ電極取り出し層であり、21は第2の
酸化膜112を通して前記 p型真性ベース層18に接
するように選択形成された多結晶シリコン層によるn+
型のエミッタ層である。
Furthermore, reference numeral 20 denotes each of the second and first oxide films 11.
2,110 through the n+ type collector wall layer 17
21 is a polycrystalline silicon layer selectively formed to be in contact with the p-type intrinsic base layer 18 through the second oxide film 112. n+ by layer
This is the emitter layer of the mold.

【0025】なおまた、210,211,および212
はそれぞれに第3の酸化膜114を通して前記p+型外
部ベース電極取り出し層19に接続されたベース電極,
前記n+型コレクタ電極取り出し層20に接続されたコ
レクタ電極,および前記n+型エミッタ層21に接続さ
れたエミッタ電極である。
Furthermore, 210, 211, and 212
are base electrodes connected to the p+ type external base electrode extraction layer 19 through the third oxide film 114, respectively;
A collector electrode is connected to the n+ type collector electrode extraction layer 20, and an emitter electrode is connected to the n+ type emitter layer 21.

【0026】続いて、前記図1の構成に対応した図2な
いし図6に示す実施例でのHBTの製造工程について述
べる。
Next, the manufacturing process of the HBT in the embodiment shown in FIGS. 2 to 6, which corresponds to the structure shown in FIG. 1, will be described.

【0027】前記図1に示す実施例構成でのHBTの場
合、第1の工程(図2に対応する)においては、 p型
の半導体基板,例えば、 p型シリコン基板11上にあ
って、まず、n+型フローティングコレクタ層12を堆
積させ、ついで、n−型の半導体層,例えば、n−型エ
ピタキシャル層13を堆積させる。
In the case of the HBT having the embodiment configuration shown in FIG. 1, in the first step (corresponding to FIG. 2), on a p-type semiconductor substrate, for example, p-type silicon substrate , an n+ type floating collector layer 12 is deposited, and then an n- type semiconductor layer, for example an n- type epitaxial layer 13, is deposited.

【0028】また、前記n−型エピタキシャル層13の
該当する両側部分に対し、パターニングされたレジスト
膜(図示省略)をマスクに用いる選択エッチングによっ
て、前記n+型フローティングコレクタ層12を経て 
p型シリコン基板11内に達するそれぞれの各素子間絶
縁溝14を選択的に掘り込むと共に、溝底部該当の各基
板部分にチャネルカット用のP+型層15を選択的に拡
散形成させた上で、その全面に酸化膜を堆積させること
により、これらの各素子間絶縁溝14内を当該酸化膜に
より埋め込んで個々の分離酸化膜16を選択形成させて
おき、かつ堆積された酸化膜を全面エッチバックさせて
、こゝでのn−型エピタキシャル層13の表面を露出さ
せる。
Further, selective etching is performed on the corresponding both sides of the n- type epitaxial layer 13 using a patterned resist film (not shown) as a mask, so that the n+-type floating collector layer 12 is etched.
Each of the inter-element insulation grooves 14 reaching into the p-type silicon substrate 11 is selectively dug, and a P+ type layer 15 for channel cutting is selectively diffused into each substrate portion corresponding to the bottom of the groove. By depositing an oxide film on the entire surface, the inside of each of these inter-element insulation grooves 14 is filled with the oxide film, and individual isolation oxide films 16 are selectively formed, and the deposited oxide film is etched on the entire surface. The surface of the n-type epitaxial layer 13 is exposed by backing it up.

【0029】ついで、前記n−型エピタキシャル層13
の該当する所定の領域部分に対して、同様に、パターニ
ングされたレジスト膜(図示省略)をマスクに用い、 
n型不純物,例えば、ヒ素を高濃度にイオン注入し、か
つ熱処理することにより、n+型コレクタウォール層1
7を形成すると共に、これらの各部を含む当該n−型エ
ピタキシャル層13の全面に第1の酸化膜110を堆積
させ、さらに、当該第1の酸化膜110での後に活性領
域となる該当部分110aを選択的にエッチング除去し
て開口させ、このn−型エピタキシャル層13の表面を
再度,露出させる。
Next, the n-type epitaxial layer 13
Similarly, using a patterned resist film (not shown) as a mask,
The n+ type collector wall layer 1 is formed by ion-implanting n-type impurities, such as arsenic, at a high concentration and by heat treatment.
7, a first oxide film 110 is deposited on the entire surface of the n-type epitaxial layer 13 including these parts, and a corresponding part 110a of the first oxide film 110 that will later become an active region is formed. is selectively etched away to form an opening, and the surface of this n-type epitaxial layer 13 is exposed again.

【0030】第2の工程(図3に対応する)においては
、前記開口部分110aを含む第1の酸化膜110上の
全面に対して、 p型不純物,例えば、ボロン,ならび
にヘテロ材料となり得る不純物,例えば、ゲルマニウム
(Ge)を含むガスを用いた固層エピタキシャル成長に
より、例えば、SiH4ガスの50Torr程度の減圧
状態,1000℃程度の高温下でシリコンを成長させて
堆積することにより、当該開口部分110aを通して前
記n−型エピタキシャル層13に接触される堆積部分に
ついては、当該n−型エピタキシャル層13での単結晶
が成長の核になって、単結晶SiGe(ヘテロベース)
層,こゝでは、 p型真性ベース層18が選択的に成長
形成され、また、一方,当該第1の酸化膜110上に接
触されている堆積部分については、この酸化膜110の
結晶方向が任意であることから、任意な結晶方向をもつ
多結晶SiGe(ヘテロベース)層,こゝでは、p+型
多結晶シリコン層111が選択的に成長形成される。
In the second step (corresponding to FIG. 3), the entire surface of the first oxide film 110, including the opening portion 110a, is treated with p-type impurities, such as boron, and impurities that can become a hetero material. , for example, by solid-layer epitaxial growth using a gas containing germanium (Ge), for example, by growing and depositing silicon at a reduced pressure of SiH4 gas of about 50 Torr and a high temperature of about 1000° C., the opening portion 110a is formed. Regarding the deposited portion that is in contact with the n-type epitaxial layer 13 through the layer, the single crystal in the n-type epitaxial layer 13 becomes a growth nucleus, and single-crystal SiGe (heterobase) is grown.
In this case, the p-type intrinsic base layer 18 is selectively grown, while the crystal orientation of the oxide film 110 is oriented in the deposited portion that is in contact with the first oxide film 110. Since this is arbitrary, a polycrystalline SiGe (heterobase) layer having an arbitrary crystal direction, in this case a p+ type polycrystalline silicon layer 111, is selectively grown.

【0031】第3の工程(図4に対応する)においては
、前記p+型多結晶シリコン層111に関して、パター
ニングされたレジスト膜(図示省略)をマスクに用いる
選択エッチングによって、後にベース領域となる該当部
分のみを残すことで、その他の部分を選択的に除去して
成形し、このようにして、単結晶SiGe(ヘテロベー
ス)層による p型真性ベース層18,および成形され
た多結晶シリコン層111による各p+型外部ベース電
極取り出し層19をそれぞれ同時に自己整合的に選択形
成し得るのである。
In the third step (corresponding to FIG. 4), the p+ type polycrystalline silicon layer 111 is selectively etched using a patterned resist film (not shown) as a mask to form a corresponding region that will later become a base region. By leaving only a portion of the p-type intrinsic base layer 18 and the molded polycrystalline silicon layer 111, the other portions are selectively removed and molded. Therefore, each of the p+ type external base electrode extraction layers 19 can be selectively formed simultaneously and in a self-aligned manner.

【0032】第4の工程(図5に対応する)においては
、前記各部の表面上に第2の酸化膜112を堆積させた
後、同様に、パターニングされたレジスト膜(図示省略
)をマスクに用いる選択エッチングによって、前記n+
型コレクタウォール層17に達する開口部112a,1
10bと、前記 p型真性ベース層18に達する開口部
112bとをそれぞれに選択開口させると共に、これら
の各開口部を含む全面に対して、 n型不純物を高濃度
にドープしたn+型多結晶シリコン層113を堆積させ
る。
In the fourth step (corresponding to FIG. 5), after depositing the second oxide film 112 on the surface of each part, similarly, a patterned resist film (not shown) is used as a mask. Depending on the selective etching used, the n+
Opening 112a, 1 reaching mold collector wall layer 17
10b and the opening 112b reaching the p-type intrinsic base layer 18 are selectively opened, respectively, and the entire surface including each of these openings is covered with n+ type polycrystalline silicon doped with n-type impurities at a high concentration. Deposit layer 113.

【0033】第5の工程(図6に対応する)においては
、前記n+型多結晶シリコン層113に関して、パター
ニングされたレジスト膜(図示省略)をマスクに用いる
選択エッチングによって選択成形させ、前記n+型コレ
クタウォール層17に接するn+型コレクタ電極取り出
し層20,および前記 p型真性ベース層18に接する
n+型エミッタ層21をそれぞれ選択的に形成する。
In the fifth step (corresponding to FIG. 6), the n+ type polycrystalline silicon layer 113 is selectively formed by selective etching using a patterned resist film (not shown) as a mask. An n+ type collector electrode extraction layer 20 in contact with the collector wall layer 17 and an n+ type emitter layer 21 in contact with the p type intrinsic base layer 18 are selectively formed.

【0034】続いて、第6の工程においては、前記図1
に見られるように、前記各部の表面上に第2の酸化膜1
14を堆積させた後、同様に、パターニングされたレジ
スト膜(図示省略)をマスクに用いる選択エッチングに
よって、前記p+型外部ベース電極取り出し層19,n
+型コレクタ電極取り出し層20,およびn+型エミッ
タ層21のそれぞれに対応する各開口部114a,11
4b,および114cを開口させた上で、当該各開口部
を通して、p+型外部ベース電極取り出し層19に対し
てはベース電極210,n+型コレクタ電極取り出し層
20に対してはコレクタ電極211,およびn+型エミ
ッタ層21に対してはエミッタ電極212をそれぞれに
選択形成させるのである。
Subsequently, in the sixth step, the process shown in FIG.
As can be seen, a second oxide film 1 is formed on the surface of each part.
14, the p+ type external base electrode extraction layer 19,n is similarly etched by selective etching using a patterned resist film (not shown) as a mask.
Openings 114a and 11 corresponding to the + type collector electrode extraction layer 20 and the n+ type emitter layer 21, respectively
4b and 114c are opened, and the base electrode 210 is connected to the p+ type external base electrode extraction layer 19, the collector electrode 211 is connected to the n+ type collector electrode extraction layer 20, and the n+ Emitter electrodes 212 are selectively formed for each of the mold emitter layers 21.

【0035】すなわち,このようにして、前記図1に示
した実施例でのHBTの構成を所期通りに製造すること
ができる。
That is, in this way, the HBT structure in the embodiment shown in FIG. 1 can be manufactured as expected.

【0036】従って、この実施例においては、n−型エ
ピタキシャル層13を覆う第1の酸化膜110を設けた
上で、 p型不純物,ならびにヘテロ材料となり得る不
純物を含むガスを用いた固層エピタキシャル成長により
、第1の酸化膜110の選択開口部110aを通して、
当該n−型エピタキシャル層13上に単結晶ヘテロベー
ス層からなる p型真性ベース層18と、この p型真
性ベース層18に合わせて、第1の酸化膜110上に多
結晶ヘテロベース層からなるp+型外部ベース電極取り
出し層19とをそれぞれ同時に選択形成させているため
に、こゝでのp+型外部ベース電極取り出し層19とn
−型エピタキシャル層13との間に第1の酸化膜110
が介在されることになって、ベース・コレクタ間の接合
容量が効果的に低減され、これによってトランジスタの
高速動作を向上でき、かつまた、 p型真性ベース層1
8,およびp+型外部ベース電極取り出し層19のそれ
ぞれを自己整合的に選択形成し得るのである。
Therefore, in this embodiment, after providing the first oxide film 110 covering the n-type epitaxial layer 13, solid-layer epitaxial growth is performed using a gas containing p-type impurities and impurities that can become a hetero material. Through the selective opening 110a of the first oxide film 110,
A p-type intrinsic base layer 18 made of a single-crystal heterobase layer is formed on the n-type epitaxial layer 13, and a polycrystalline hetero-base layer is formed on the first oxide film 110 in accordance with the p-type intrinsic base layer 18. Since the p+ type external base electrode extraction layer 19 and the n+ type external base electrode extraction layer 19 are selectively formed at the same time, the p+ type external base electrode extraction layer 19 and
A first oxide film 110 between the - type epitaxial layer 13
is interposed between the p-type intrinsic base layer 1 and the junction capacitance between the base and collector is effectively reduced, thereby improving the high-speed operation of the transistor.
8 and p+ type external base electrode extraction layer 19 can be selectively formed in a self-aligned manner.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上,実施例によって詳述したように、
この発明に係る半導体装置,およびその製造方法によれ
ば、HBTにおいて、第2導電型のコレクタ層を覆う第
1の酸化膜を設けておき、この状態で、第1導電型の不
純物,ならびにヘテロ材料となり得る不純物を含むガス
を用いた固層エピタキシャル成長により、第1の酸化膜
の選択開口部を通して、コレクタ層上に単結晶ヘテロベ
ース層からなる第1導電型の真性ベース層と、この真性
ベース層に合わせて、第1の酸化膜上に多結晶ヘテロベ
ース層からなる高濃度第1導電型の外部ベース電極取り
出し層とのそれぞれを同時に選択形成させるようにして
いるために、外部ベース電極取り出し層とコレクタ層と
の間に第1の酸化膜が介在されることになって、ベース
・コレクタ間の接合容量が低減され、これによってトラ
ンジスタでの高速動作を格段に向上できると共に、併せ
て、これらの真性ベース層,および外部ベース電極取り
出し層のそれぞれを同時に自己整合的に選択形成し得る
ことから、素子構成自体の微細化,ひいては、装置の高
集積化が容易に可能になるなどの優れた特長を有するも
のである。
[Effects of the invention] As described above in detail through the examples,
According to the semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the present invention, the first oxide film covering the collector layer of the second conductivity type is provided in the HBT, and in this state, impurities of the first conductivity type and hetero By solid-layer epitaxial growth using a gas containing impurities that can be used as a material, an intrinsic base layer of the first conductivity type consisting of a single-crystal heterobase layer is formed on the collector layer through a selective opening in the first oxide film, and this intrinsic base layer is formed on the collector layer. The external base electrode extraction layer is selectively formed at the same time as the highly concentrated first conductivity type external base electrode extraction layer made of a polycrystalline heterobase layer on the first oxide film according to the layer. Since the first oxide film is interposed between the layer and the collector layer, the junction capacitance between the base and the collector is reduced, which significantly improves the high-speed operation of the transistor. Since the intrinsic base layer and the external base electrode extraction layer can be selectively formed at the same time in a self-aligned manner, there are advantages such as miniaturization of the element structure itself and, in turn, the ability to easily achieve high integration of the device. It has several features.

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

【図1】この発明に係る半導体装置の一実施例を適用し
たヘテロバイポーラトランジスタ(HBT)の要部構成
の概要を模式的に示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an outline of the configuration of a main part of a hetero-bipolar transistor (HBT) to which an embodiment of a semiconductor device according to the present invention is applied.

【図2】図1の実施例構成によるHBTの製造における
第1の工程の概要を示す断面模式図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an outline of a first step in manufacturing the HBT according to the embodiment configuration of FIG. 1;

【図3】同上第2の工程の概要を示す断面模式図である
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an outline of the second step of the same as above.

【図4】同上第3の工程の概要を示す断面模式図である
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an outline of the third step of the same.

【図5】同上第4の工程の概要を示す断面模式図である
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an outline of the fourth step of the same.

【図6】同上第5の工程の概要を示す断面模式図である
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing an outline of the fifth step of the same.

【図7】従来例による同上HBTの要部構成の概要を模
式的に示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the main parts of the HBT according to the conventional example.

【図8】図7の従来例構成によるHBTの製造における
第1の工程の概要を示す断面模式図である。
8 is a schematic cross-sectional view showing an outline of the first step in manufacturing the HBT according to the conventional configuration shown in FIG. 7; FIG.

【図9】同上第2の工程の概要を示す断面模式図である
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing an outline of the second step of the same.

【図10】同上第3の工程の概要を示す断面模式図であ
る。
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing an outline of the third step of the same.

【図11】同上第4の工程の概要を示す断面模式図であ
る。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing an overview of the fourth step of the same.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11   p型シリコン基板 12  n+型フローティングコレクタ層13  n−
型エピタキシャル層 14  素子間絶縁溝 15  チャネルカット用のP+型層 16  分離酸化膜 17  n+型コレクタウォール層 18   p型真性ベース層 19  p+型外部ベース電極取り出し層20  n+
型コレクタ電極取り出し層21  n+型エミッタ層 110  第1の酸化膜 111  p+型多結晶シリコン層 112  第2の酸化膜 113  n+型多結晶シリコン層 114  第3の酸化膜 210  ベース電極 211  コレクタ電極 212  エミッタ電極
11 p-type silicon substrate 12 n+ type floating collector layer 13 n-
type epitaxial layer 14 Inter-element insulation groove 15 P+ type layer 16 for channel cut Isolation oxide film 17 N+ type collector wall layer 18 P type intrinsic base layer 19 P+ type external base electrode extraction layer 20 n+
type collector electrode extraction layer 21 n+ type emitter layer 110 first oxide film 111 p+ type polycrystalline silicon layer 112 second oxide film 113 n+ type polycrystalline silicon layer 114 third oxide film 210 base electrode 211 collector electrode 212 emitter electrode

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  ヘテロバイポーラトランジスタをもつ
半導体装置であって、第1導電型の半導体基板上に形成
された第2導電型のコレクタ層と、第1導電型の不純物
,ならびにヘテロ材料となり得る不純物を含むガスを用
いた固層エピタキシャル成長によって、前記コレクタ層
を覆う第1の酸化膜の選択開口部を通して、当該コレク
タ層上に自己整合的に選択形成された単結晶ヘテロベー
ス層からなる第1導電型の真性ベース層,および当該真
性ベース層に合わせて連接されると共に、当該第1の酸
化膜上に同時に自己整合的に選択形成された多結晶ヘテ
ロベース層からなる高濃度第1導電型の外部ベース電極
取り出し層と、前記真性ベース層を覆う第2の酸化膜の
選択開口部を通して、当該真性ベース層上に選択的に形
成された高濃度第2導電型のエミッタ層とを、少なくと
も備えて構成したことを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor device having a hetero bipolar transistor, comprising a collector layer of a second conductivity type formed on a semiconductor substrate of a first conductivity type, an impurity of a first conductivity type, and an impurity that can become a hetero material. A first conductive layer consisting of a single crystal heterobase layer selectively formed on the collector layer in a self-aligned manner through a selective opening in a first oxide film covering the collector layer by solid-layer epitaxial growth using a gas containing a highly concentrated first conductivity type intrinsic base layer consisting of a polycrystalline heterobase layer connected to the intrinsic base layer and simultaneously selectively formed on the first oxide film in a self-aligned manner; It comprises at least an external base electrode extraction layer and a highly concentrated emitter layer of a second conductivity type selectively formed on the intrinsic base layer through a selective opening in a second oxide film covering the intrinsic base layer. What is claimed is: 1. A semiconductor device comprising:
【請求項2】  ヘテロバイポーラトランジスタをもつ
半導体装置の製造方法であって、第1導電型の半導体基
板上に、第2導電型のコレクタ層を堆積させ、かつ当該
コレクタ層の表面から基板内部に達する素子間分離酸化
膜を形成させる工程と、前記コレクタ層上を第1の酸化
膜によって覆い、かつ当該第1の酸化膜での活性領域該
当部分を選択的に開口させる工程と、前記開口部を含む
第1の酸化膜上に、第1導電型の不純物,ならびにヘテ
ロ材料となり得る不純物を含むガスを用いた固層エピタ
キシャル成長により、第1導電型のシリコン層を堆積さ
せて、前記開口部を通したコレクタ層上の堆積部分では
、当該コレクタ層の単結晶を成長の核にした単結晶ヘテ
ロベース層を成長させて第1導電型の真性ベース層を自
己整合的に形成させ、また同時に、第1の酸化膜上の堆
積部分では、任意の結晶方向をもつ多結晶ヘテロベース
層を成長させて高濃度第1導電型の外部ベース電極取り
出し層を自己整合的に選択形成させる工程と、前記真性
ベース層,および外部ベース電極取り出し層を含む第1
の酸化膜上を第2の酸化膜によって覆い、かつ当該第2
の酸化膜での前記真性ベース層対応部分を選択的に開口
させる工程と、当該開口部を通して前記真性ベース層上
に高濃度第2導電型のエミッタ層を選択形成させる工程
とを、少なくとも含むことを特徴とする半導体装置の製
造方法。
2. A method for manufacturing a semiconductor device having a hetero bipolar transistor, comprising depositing a collector layer of a second conductivity type on a semiconductor substrate of a first conductivity type, and depositing a collector layer of a second conductivity type from the surface of the collector layer into the substrate. a step of forming an inter-element isolation oxide film that reaches the top of the collector layer, a step of covering the collector layer with a first oxide film, and selectively opening a portion corresponding to the active region in the first oxide film, and a step of forming the opening. A silicon layer of the first conductivity type is deposited on the first oxide film containing the first conductivity type by solid-phase epitaxial growth using a gas containing an impurity of the first conductivity type and an impurity that can become a hetero material, and the opening is In the deposited portion on the collector layer passed through, a single crystal heterobase layer is grown using the single crystal of the collector layer as a growth nucleus to form an intrinsic base layer of the first conductivity type in a self-aligned manner, and at the same time, In the deposited portion on the first oxide film, a step of growing a polycrystalline heterobase layer having an arbitrary crystal direction to selectively form a highly concentrated first conductivity type external base electrode extraction layer in a self-aligned manner; A first layer including an intrinsic base layer and an external base electrode extraction layer.
oxide film is covered with a second oxide film, and the second oxide film is covered with a second oxide film;
at least the steps of: selectively opening a portion of the oxide film corresponding to the intrinsic base layer; and selectively forming a highly concentrated emitter layer of the second conductivity type on the intrinsic base layer through the opening. A method for manufacturing a semiconductor device, characterized by:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002246478A (en) * 2001-02-20 2002-08-30 Sony Corp Semiconductor device and its manufacturing method
WO2003021683A1 (en) * 2001-08-28 2003-03-13 Sony Corporation Semiconductor device and its manufacturing method

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002246478A (en) * 2001-02-20 2002-08-30 Sony Corp Semiconductor device and its manufacturing method
WO2003021683A1 (en) * 2001-08-28 2003-03-13 Sony Corporation Semiconductor device and its manufacturing method
US7064417B2 (en) 2001-08-28 2006-06-20 Sony Corporation Semiconductor device including a bipolar transistor
US7271046B2 (en) 2001-08-28 2007-09-18 Sony Corporation Method of making a semiconductor device in which a bipolar transistor and a metal silicide layer are formed on a substrate
CN100361312C (en) * 2001-08-28 2008-01-09 索尼株式会社 Semiconductor device and method for manufacturing the same
KR100910118B1 (en) * 2001-08-28 2009-08-03 소니 가부시끼 가이샤 Semiconductor device and its manufacturing method

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