JPH04322432A - 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Info
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- JPH04322432A JPH04322432A JP9188491A JP9188491A JPH04322432A JP H04322432 A JPH04322432 A JP H04322432A JP 9188491 A JP9188491 A JP 9188491A JP 9188491 A JP9188491 A JP 9188491A JP H04322432 A JPH04322432 A JP H04322432A
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Landscapes
- Bipolar Transistors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置及びその
製造方法に関するものであり、特にバイポーラ型半導体
装置に関するものである。
製造方法に関するものであり、特にバイポーラ型半導体
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図7〜図11は、例えば「IEEE
Electron Device letters
,Vol.9,No.4 APRIL/1988」に
記載された従来のヘテロバイポーラ型半導体装置の製造
工程を示す断面図である。
Electron Device letters
,Vol.9,No.4 APRIL/1988」に
記載された従来のヘテロバイポーラ型半導体装置の製造
工程を示す断面図である。
【0003】図7に示す通り、高濃度のn+ 型Si単
結晶基板1に低濃度のSiエピタキシャル層2,p型の
ヘテロエピタキシャル層3,高濃度のn+ 型Siエピ
タキシャル層4を、連続的に分子線エピタキシー法によ
り順次推積させる。
結晶基板1に低濃度のSiエピタキシャル層2,p型の
ヘテロエピタキシャル層3,高濃度のn+ 型Siエピ
タキシャル層4を、連続的に分子線エピタキシー法によ
り順次推積させる。
【0004】次にレジスト膜50をマスクとして、n+
型Siエピタキシャル層4をエッチングし、エミッタ
層5を形成する(図8)。そして、図9に示す様に新た
なレジスト膜51をマスクとして、p型ヘテロエピタキ
シャル層3及びSiエピタキシャル層2の一部分をエッ
チングし、ベース層6及びコレクタ層7を形成する。さ
らに図10に示す様に、酸化膜100を形成する。
型Siエピタキシャル層4をエッチングし、エミッタ
層5を形成する(図8)。そして、図9に示す様に新た
なレジスト膜51をマスクとして、p型ヘテロエピタキ
シャル層3及びSiエピタキシャル層2の一部分をエッ
チングし、ベース層6及びコレクタ層7を形成する。さ
らに図10に示す様に、酸化膜100を形成する。
【0005】次に、エミッタ電極及びベース電極を形成
するためのコクタクト部をそれぞれ形成し、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注
入した後、低温アニールで活性化させてベース電極取出
し層8を形成する。最後に、エミッタ電極200、ベー
ス電極201を形成し、コレクタ電極をSi基板1の裏
面から取ることにより、図11に示すヘテロバイポーラ
型の半導体装置が構成される。
するためのコクタクト部をそれぞれ形成し、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注
入した後、低温アニールで活性化させてベース電極取出
し層8を形成する。最後に、エミッタ電極200、ベー
ス電極201を形成し、コレクタ電極をSi基板1の裏
面から取ることにより、図11に示すヘテロバイポーラ
型の半導体装置が構成される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置は以
上の様に構成されているので、ベース電極取出し層によ
るベース・コレクタ間の接合容量が大きいため、トラン
ジスタの高速動作を低下させる原因となっていた。
上の様に構成されているので、ベース電極取出し層によ
るベース・コレクタ間の接合容量が大きいため、トラン
ジスタの高速動作を低下させる原因となっていた。
【0007】この発明は以上の様な問題点を解決すべく
なされたものであり、ベース・コレクタ間の接合容量を
低減し、高速・高性能なバイポーラ型半導体装置を提供
することを目的とする。
なされたものであり、ベース・コレクタ間の接合容量を
低減し、高速・高性能なバイポーラ型半導体装置を提供
することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】第1の発明に係る半導体
装置は、半導体単結晶基板と、半導体単結晶基板上に形
成された第1導電型の第1の半導体層と、第1の半導体
層上に形成された第2導電型の第2の半導体層と、第2
の半導体層上に形成された第1導電型の第3の半導体層
と、第2の半導体層を取り囲む様に第1の半導体層上に
形成された絶縁層と、絶縁層上に形成され、且つ第2の
半導体層の周縁部に接続された第2導電型の第4の半導
体層とを備えるようにしたものである。
装置は、半導体単結晶基板と、半導体単結晶基板上に形
成された第1導電型の第1の半導体層と、第1の半導体
層上に形成された第2導電型の第2の半導体層と、第2
の半導体層上に形成された第1導電型の第3の半導体層
と、第2の半導体層を取り囲む様に第1の半導体層上に
形成された絶縁層と、絶縁層上に形成され、且つ第2の
半導体層の周縁部に接続された第2導電型の第4の半導
体層とを備えるようにしたものである。
【0009】又、第2の発明に係る半導体装置の製造方
法は、(a)半導体単結晶基板上に第1導電型の第1の
半導体層を形成し、(b)第1の半導体層上に第1の絶
縁層を形成した後、第1の絶縁層の所定の領域のみを開
孔し、(c)工程(b)により露出した第1の半導体層
及び第1の絶縁層上に第2の半導体層を形成し、第2導
電型となり得る不純物を第2の半導体層中にイオン注入
することにより第2導電型のアモルファス層を形成する
。そして、(d)アモルファス層をアニールすることに
より、第1の半導体層上に形成されたアモルファス層を
第2導電型単結晶半導体層に、第1の絶縁層上に形成さ
れた前記アモルファス層を第2導電型の多結晶半導体層
に成長させるとともに、(e)第2導電型の単結晶半導
体層上に第2の絶縁層を形成し、第2絶縁層の所定の領
域のみを開孔した後、(f)工程(e)により露出した
第2導電型の単結晶半導体層上に第1導電型の第3の半
導体層を形成する様にしたものである。
法は、(a)半導体単結晶基板上に第1導電型の第1の
半導体層を形成し、(b)第1の半導体層上に第1の絶
縁層を形成した後、第1の絶縁層の所定の領域のみを開
孔し、(c)工程(b)により露出した第1の半導体層
及び第1の絶縁層上に第2の半導体層を形成し、第2導
電型となり得る不純物を第2の半導体層中にイオン注入
することにより第2導電型のアモルファス層を形成する
。そして、(d)アモルファス層をアニールすることに
より、第1の半導体層上に形成されたアモルファス層を
第2導電型単結晶半導体層に、第1の絶縁層上に形成さ
れた前記アモルファス層を第2導電型の多結晶半導体層
に成長させるとともに、(e)第2導電型の単結晶半導
体層上に第2の絶縁層を形成し、第2絶縁層の所定の領
域のみを開孔した後、(f)工程(e)により露出した
第2導電型の単結晶半導体層上に第1導電型の第3の半
導体層を形成する様にしたものである。
【0010】
【作用】この発明の第1の構成に係る半導体装置におい
ては、ベース電極取出し層に該当する第4の半導体層は
、それ自身が第1の半導体層上に形成された絶縁層上に
形成されているので、第1の半導体層と接することはな
い。従って、ベース電極取出し層に起因する寄生容量は
低減される。
ては、ベース電極取出し層に該当する第4の半導体層は
、それ自身が第1の半導体層上に形成された絶縁層上に
形成されているので、第1の半導体層と接することはな
い。従って、ベース電極取出し層に起因する寄生容量は
低減される。
【0011】又、この発明の第2の構成に係る半導体装
置の製造方法においても、第1の半導体層に形成された
第1の絶縁層上に、第2導電型の多結晶半導体層が形成
される。従って、第1の構成に係る半導体装置と同様に
、寄生容量が低減される。
置の製造方法においても、第1の半導体層に形成された
第1の絶縁層上に、第2導電型の多結晶半導体層が形成
される。従って、第1の構成に係る半導体装置と同様に
、寄生容量が低減される。
【0012】
【実施例】図1は、この発明の一実施例であるヘテロバ
イポーラ型半導体装置の構成を示す断面図であり、図2
〜図6は図1に示した半導体装置の製造方法を模式的に
示した工程図である。以下、図2〜図6に基づいて、本
半導体装置の製造方法を述べることとする。
イポーラ型半導体装置の構成を示す断面図であり、図2
〜図6は図1に示した半導体装置の製造方法を模式的に
示した工程図である。以下、図2〜図6に基づいて、本
半導体装置の製造方法を述べることとする。
【0013】■ 図2における工程
まずp型のSi単結晶基板1上に、高濃度のn+ 型コ
レクタ埋込み層2及び低濃度のn− エピタキシャル層
3を順次形成する。
レクタ埋込み層2及び低濃度のn− エピタキシャル層
3を順次形成する。
【0014】そして、コレクタ埋込み層2及びn− 型
エピタキシャル層3よりなるコレクタ層を素子ごとに分
離するために、素子間分離溝4をn− 型エピタキシャ
ル層3の表面からコレクタ埋込層2を通ってSi基板1
の中までトレンチ溝として形成する。更に、素子間分離
溝4の底部にB+ 等のp型不純物をイオン注入するこ
とにより、チャンネルカット用p+ 型層5を形成する
。このチャンネルカット用p+ 型層5は、隣接するコ
レクタ層間の耐圧低下防止のために形成されるものであ
る。その後、CVD法によって酸化膜6を素子間分離溝
4に充填する。そして、不要なn− 型エピタキシャル
層3上に推積された酸化膜を全面エッチバックすること
により除去し、n− 型エピタキシャル層3の表面を露
出させる。
エピタキシャル層3よりなるコレクタ層を素子ごとに分
離するために、素子間分離溝4をn− 型エピタキシャ
ル層3の表面からコレクタ埋込層2を通ってSi基板1
の中までトレンチ溝として形成する。更に、素子間分離
溝4の底部にB+ 等のp型不純物をイオン注入するこ
とにより、チャンネルカット用p+ 型層5を形成する
。このチャンネルカット用p+ 型層5は、隣接するコ
レクタ層間の耐圧低下防止のために形成されるものであ
る。その後、CVD法によって酸化膜6を素子間分離溝
4に充填する。そして、不要なn− 型エピタキシャル
層3上に推積された酸化膜を全面エッチバックすること
により除去し、n− 型エピタキシャル層3の表面を露
出させる。
【0015】次に、n− 型エピタキシャル層3上に形
成されたレジストマスク(図示せず)を用いて、n−
型エピタキシャル層3の所定の領域にn型不純物をイオ
ン注入し、熱処理を施すことによりコレクタウォール層
7を形成する。
成されたレジストマスク(図示せず)を用いて、n−
型エピタキシャル層3の所定の領域にn型不純物をイオ
ン注入し、熱処理を施すことによりコレクタウォール層
7を形成する。
【0016】更に、上記レジストマスクを除去したn−
型エピタキシャル層3の表面全面に、酸化膜110を
CVD法を用いて被着させる。そして、活性領域となる
べき部分の酸化膜110をエッチングにより除去するこ
とにより、n− 型エピタキシャル層3の表面の一部を
露出させる。
型エピタキシャル層3の表面全面に、酸化膜110を
CVD法を用いて被着させる。そして、活性領域となる
べき部分の酸化膜110をエッチングにより除去するこ
とにより、n− 型エピタキシャル層3の表面の一部を
露出させる。
【0017】■ 図3における工程
まず図2の工程により露出したn− 型エピタキシャル
層3及び酸化膜110の表面の全面に、多結晶Si膜1
00をCVD法等により推積させる。そして、高濃度の
B+ イオン及びGe+ イオンを、多結晶Si膜10
0中にイオン注入する。このGe+ イオンの注入によ
り、多結晶Si膜100は、アモルファス化された多結
晶Si膜に変わる。尚、B+ イオンの注入は、ここで
はp型不純物形成のために行われるものである。又、G
e+ イオンの注入は多結晶Si膜100のアモルファ
ス化のためのみならず、後述する通りヘテロ材料を形成
させるための役割をも担っている。
層3及び酸化膜110の表面の全面に、多結晶Si膜1
00をCVD法等により推積させる。そして、高濃度の
B+ イオン及びGe+ イオンを、多結晶Si膜10
0中にイオン注入する。このGe+ イオンの注入によ
り、多結晶Si膜100は、アモルファス化された多結
晶Si膜に変わる。尚、B+ イオンの注入は、ここで
はp型不純物形成のために行われるものである。又、G
e+ イオンの注入は多結晶Si膜100のアモルファ
ス化のためのみならず、後述する通りヘテロ材料を形成
させるための役割をも担っている。
【0018】■ 図4における工程
次に、前工程によりアモルファス化された多結晶Si膜
(図示せず)をベース領域となる部分のみを残して、エ
ッチングし除去する。そして、残ったアモルファス化さ
れた多結晶Si膜を500℃〜1000℃でアニールす
る。このアニールによって、n− 型エピタキシャル層
3上に推積されているアモルファス化された多結晶Si
膜は、下地のSi単結晶をシードとして単結晶化され、
しかもGe+ イオンの存在によってヘテロ材料となる
。即ち、当該アモルファス化された多結晶Si膜は、い
わゆる固相エピタキシャル成長によってp+ 型の単結
晶SiGe膜8となる。
(図示せず)をベース領域となる部分のみを残して、エ
ッチングし除去する。そして、残ったアモルファス化さ
れた多結晶Si膜を500℃〜1000℃でアニールす
る。このアニールによって、n− 型エピタキシャル層
3上に推積されているアモルファス化された多結晶Si
膜は、下地のSi単結晶をシードとして単結晶化され、
しかもGe+ イオンの存在によってヘテロ材料となる
。即ち、当該アモルファス化された多結晶Si膜は、い
わゆる固相エピタキシャル成長によってp+ 型の単結
晶SiGe膜8となる。
【0019】一方、酸化膜110上に推積されているア
モルファス化された多結晶Si膜は、アニールによって
p+ 型の多結晶SiGe膜9に置換される。尚、この
多結晶SiGe膜9は、ベース電極取出し層として用い
られる。
モルファス化された多結晶Si膜は、アニールによって
p+ 型の多結晶SiGe膜9に置換される。尚、この
多結晶SiGe膜9は、ベース電極取出し層として用い
られる。
【0020】■ 図5における工程
その後、単結晶SiGe膜8,多結晶SiGe膜9及び
露出した酸化膜110上に、新たな酸化膜111をCV
D法によって推積するとともに、エミッタ領域とコレク
タウォール7の領域に該当する酸化膜111の部分のみ
を除去して孔を形成し、更に全面に多結晶Si膜102
をCVD法によって推積することにより、上記孔を多結
晶Si膜102で充填する。尚、その際に高濃度のn型
不純物をドープしておく。
露出した酸化膜110上に、新たな酸化膜111をCV
D法によって推積するとともに、エミッタ領域とコレク
タウォール7の領域に該当する酸化膜111の部分のみ
を除去して孔を形成し、更に全面に多結晶Si膜102
をCVD法によって推積することにより、上記孔を多結
晶Si膜102で充填する。尚、その際に高濃度のn型
不純物をドープしておく。
【0021】■ 図6における工程
そして、n+ 型の多結晶Si膜102上に形成したレ
ジストマスク(図示せず)を用いてn+ 型の多結晶S
i膜102の所定の部分をエッチングし、エミッタ層1
0及びコレクタ電極取出し層11を形成する。
ジストマスク(図示せず)を用いてn+ 型の多結晶S
i膜102の所定の部分をエッチングし、エミッタ層1
0及びコレクタ電極取出し層11を形成する。
【0022】最後に、低温で酸化膜112を全面に推積
させ、エミッタ,ベース及びコレクタ電極形成用のコン
タクトを開孔するとともに、エミッタ層10上にエミッ
タ電極200を、ベース電極取出し層9上にベース電極
201を、コレクタ電極取出し層11上にコレクタ電極
202をそれぞれ形成することにより、図1に示したヘ
テロバイポーラ型半導体装置が構成されることとなる。
させ、エミッタ,ベース及びコレクタ電極形成用のコン
タクトを開孔するとともに、エミッタ層10上にエミッ
タ電極200を、ベース電極取出し層9上にベース電極
201を、コレクタ電極取出し層11上にコレクタ電極
202をそれぞれ形成することにより、図1に示したヘ
テロバイポーラ型半導体装置が構成されることとなる。
【0023】尚、上記説明においては、Si/SiGe
/Siより構成されるヘテロバイポーラ型半導体装置に
この発明を適用した場合を示したが、これに限るもので
はなく、本発明はホモバイポーラ型半導体装置にも適用
できるものである。例えば、図3において、B+ イオ
ンのみを注入し、図4においてアニールを行えば、n−
型エピタキシャル層3に接した多結晶Si膜はp+
型の単結晶Si膜となり、酸化膜110に接した多結晶
Si膜はp+ 型の多結晶Si膜となる。従って、本発
明を適用したSiバイポーラ型半導体装置においても、
ベース・コレクタ間の寄生容量は低減される。
/Siより構成されるヘテロバイポーラ型半導体装置に
この発明を適用した場合を示したが、これに限るもので
はなく、本発明はホモバイポーラ型半導体装置にも適用
できるものである。例えば、図3において、B+ イオ
ンのみを注入し、図4においてアニールを行えば、n−
型エピタキシャル層3に接した多結晶Si膜はp+
型の単結晶Si膜となり、酸化膜110に接した多結晶
Si膜はp+ 型の多結晶Si膜となる。従って、本発
明を適用したSiバイポーラ型半導体装置においても、
ベース・コレクタ間の寄生容量は低減される。
【0024】
【発明の効果】以上説明した様に、請求項1記載の発明
によれば、第1の半導体層と第2の半導体層との間の接
合容量を低減することができ、高速・高性能なバイポー
ラ型半導体装置が得られる効果がある。
によれば、第1の半導体層と第2の半導体層との間の接
合容量を低減することができ、高速・高性能なバイポー
ラ型半導体装置が得られる効果がある。
【0025】又、請求項2記載の発明によれば、第1の
半導体層と第2導電型の単結晶半導体層との間の接合容
量を低減することができるとともに、ベース動作領域と
なり得る第2導電型の単結晶半導体層とベース電極取出
し層となり得る第2導電型の多結晶半導体層とをセルフ
アライン的に形成することができるので、素子の微細化
に適した製造方法を提供でき、高速・高性能なバイポー
ラ型半導体装置を提供できる効果がある。
半導体層と第2導電型の単結晶半導体層との間の接合容
量を低減することができるとともに、ベース動作領域と
なり得る第2導電型の単結晶半導体層とベース電極取出
し層となり得る第2導電型の多結晶半導体層とをセルフ
アライン的に形成することができるので、素子の微細化
に適した製造方法を提供でき、高速・高性能なバイポー
ラ型半導体装置を提供できる効果がある。
【図1】この発明の一実施例である半導体装置の構成を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図2】この発明の一実施例である半導体装置の製造工
程を示す説明図である。
程を示す説明図である。
【図3】この発明の一実施例である半導体装置の製造工
程を示す説明図である。
程を示す説明図である。
【図4】この発明の一実施例である半導体装置の製造工
程を示す説明図である。
程を示す説明図である。
【図5】この発明の一実施例である半導体装置の製造工
程を示す説明図である。
程を示す説明図である。
【図6】この発明の一実施例である半導体装置の製造工
程を示す説明図である。
程を示す説明図である。
【図7】従来の半導体装置の製造工程を示す説明図であ
る。
る。
【図8】従来の半導体装置の製造工程を示す説明図であ
る。
る。
【図9】従来の半導体装置の製造工程を示す説明図であ
る。
る。
【図10】従来の半導体装置の製造工程を示す説明図で
ある。
ある。
【図11】従来の半導体装置の製造工程を示す説明図で
ある。
ある。
1 Si基板
3 n− 型エピタキシャル層8
単結晶SiGe膜 9 多結晶SiGe膜 10 エミッタ層 100 多結晶Si膜 110 酸化膜 111 酸化膜 200 エミッタ電極 201 ベース電極 202 コレクタ電極
単結晶SiGe膜 9 多結晶SiGe膜 10 エミッタ層 100 多結晶Si膜 110 酸化膜 111 酸化膜 200 エミッタ電極 201 ベース電極 202 コレクタ電極
Claims (2)
- 【請求項1】 半導体単結晶基板と、前記半導体単結
晶基板上に形成された第1導電型の第1の半導体層と、
前記第1の半導体層上に形成された第2導電型の第2の
半導体層と、前記第2の半導体層上に形成された第1導
電型の第3の半導体層と、前記第2の半導体層を取り囲
む様に前記第1の半導体層上に形成された絶縁層と、前
記絶縁層上に形成され、且つ前記第2の半導体層の周縁
部に接続された第2導電型の第4の半導体層とを備えた
半導体装置。 - 【請求項2】 (a) 半導体単結晶基板上に第1
導電型の第1の半導体層を形成する工程と、(b)
前記第1の半導体層上に第1の絶縁層を形成した後、前
記第1の絶縁層の所定の領域のみを開孔する工程と、(
c) 前記工程(b)により露出した前記第1の半導
体層及び前記第1の絶縁層上に第2の半導体層を形成し
、第2導電型となり得る不純物を前記第2の半導体層中
にイオン注入することにより第2導電型のアモルファス
層を形成する工程と、(d) 前記アモルファス層を
アニールすることにより、前記第1の半導体層上に形成
された前記アモルファス層を第2導電型単結晶半導体層
に、前記第1の絶縁層上に形成された前記アモルファス
層を第2導電型の多結晶半導体層に成長させる工程と、
(e) 前記第2導電型の単結晶半導体層上に第2の
絶縁層を形成し、前記第2絶縁層の所定の領域のみを開
孔する工程と、(f) 前記工程(e)により露出し
た前記第2導電型の単結晶半導体層上に第1導電型の第
3の半導体層を形成する工程とを備えた半導体装置の製
造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9188491A JPH04322432A (ja) | 1991-04-23 | 1991-04-23 | 半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9188491A JPH04322432A (ja) | 1991-04-23 | 1991-04-23 | 半導体装置及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04322432A true JPH04322432A (ja) | 1992-11-12 |
Family
ID=14038989
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9188491A Pending JPH04322432A (ja) | 1991-04-23 | 1991-04-23 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04322432A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5494836A (en) * | 1993-04-05 | 1996-02-27 | Nec Corporation | Process of producing heterojunction bipolar transistor with silicon-germanium base |
US5599723A (en) * | 1993-12-22 | 1997-02-04 | Nec Corporation | Method for manufacturing bipolar transistor having reduced base-collector parasitic capacitance |
JPWO2002033738A1 (ja) * | 2000-10-16 | 2004-02-26 | 株式会社ルネサステクノロジ | 半導体装置およびその製造方法 |
-
1991
- 1991-04-23 JP JP9188491A patent/JPH04322432A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5494836A (en) * | 1993-04-05 | 1996-02-27 | Nec Corporation | Process of producing heterojunction bipolar transistor with silicon-germanium base |
US5599723A (en) * | 1993-12-22 | 1997-02-04 | Nec Corporation | Method for manufacturing bipolar transistor having reduced base-collector parasitic capacitance |
JPWO2002033738A1 (ja) * | 2000-10-16 | 2004-02-26 | 株式会社ルネサステクノロジ | 半導体装置およびその製造方法 |
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