JPH05182979A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH05182979A
JPH05182979A JP4000187A JP18792A JPH05182979A JP H05182979 A JPH05182979 A JP H05182979A JP 4000187 A JP4000187 A JP 4000187A JP 18792 A JP18792 A JP 18792A JP H05182979 A JPH05182979 A JP H05182979A
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JP
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semiconductor layer
semiconductor
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substrate
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JP4000187A
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Jiyunji Fukuroda
淳史 袋田
Yoshihiro Arimoto
由弘 有本
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、絶縁性基板等の上に形成されたバイ
ポーラトランジスタを含む半導体装置に関し、絶縁性基
板等の上に形成されたバイポーラトランジスタを含む、
表面が平坦化され、かつ浮遊容量が低減された半導体装
置を提供することを目的とする。 【構成】基板上の凸形状の一導電型の第1の半導体層4
0と、第1の半導体層40の側壁に形成された絶縁膜41
aと、絶縁膜41aにより第1の半導体層40と絶縁さ
れ、かつ第1の半導体層40の周囲の凹部に形成された
反対導電型の第2の半導体層42aと、第1の半導体層4
0と第2の半導体層42aとを接続するように形成された
反対導電型の第3の半導体層44aと、第1の半導体層4
0と接続する第1の電極50と、第2の半導体層42aと
接続する第2の電極51と、第3の半導体層44aと接続
する第3の電極とを有することを含み構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (目次) ・産業上の利用分野 ・従来の技術(図6) ・発明が解決しようとする課題 ・課題を解決するための手段 ・作用 ・実施例(図1〜図5) ・発明の効果
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に関し、更
に詳しく言えば、絶縁性基板等の上に形成されたバイポ
ーラトランジスタを含む半導体装置に関する。
【0003】
【従来の技術】図6(a),(b)は、従来例の絶縁性
基板上に形成されたバイポーラトランジスタを含む半導
体装置について説明する断面図で、それぞれ異なる構造
を有する。
【0004】図6(a)において、2は半導体基板1上
の第1の絶縁層、3は第1の絶縁層2上に選択的に形成
された、凸形状を有するコレクタ領域層で、ベースと接
続するコレクタ活性領域層3aと、このコレクタ活性領
域層3aと接続し、コレクタ電極と接続するコレクタ引
出し領域層3bとから構成される。4は凸形状を有する
コレクタ領域層3の周辺部の凹部に埋められた第2の絶
縁層、5はコレクタ活性領域層3aと接続する、半導体
層からなるベース層、6はコレクタ活性領域層3a上の
ベース層5の上に選択的に形成された第3の絶縁層、7
は第3の絶縁層6上であって、コレクタ活性領域層3a
の上方の部分のみ選択的に除去され、かつ別の領域でベ
ース層5と接続する、半導体層からなるベース引出し
層、8は絶縁のためにベース引出し層7等を被覆する第
4の絶縁層、9はコレクタ引出し領域層3b上の第4の
絶縁層8に形成されたコレクタコンタクトホール、10
はベース引出し層7上の第4の絶縁層8に形成されたベ
ースコンタクトホール、11はコレクタ活性領域層3a
上のべース層5の上の第3の絶縁層6及び第4の絶縁層
8に形成されたエミッタコンタクトホール、12はエミ
ッタコンタクトホール11の底部のベース層5と接続す
るエミッタ引出し電極としての半導体層で、ベース層5
との界面にエミッタ接合が形成されている。13はコレ
クタコンタクトホール9底部のコレクタ引出し領域層2
bと接続するコレクタ電極、14はベースコンタクトホ
ール10底部のベース引出し層7と接続するベース電
極,15はエミッタコンタクトホール11内の半導体層
12と接続するエミッタ電極である。
【0005】上記の半導体装置はエミッタコンタクトホ
ール11の周囲にベース層5及びベース引出し層7を積
層しているので、エミッタコンタクトホール11が微細
化された場合、エミッタコンタクトホール11のアスペ
クト比が大きくなる。このため、エミッタ引出し電極と
しての半導体層12及びエミッタ電極15を形成する
と、ステップカバレージが悪化するという問題がある。
【0006】そこで、平坦化を維持する必要がある場
合、図6(b)のような構造のバイポーラトランジスタ
が用いられている。図6(b)において、17は半導体
基板16上の第5の絶縁層、18はこの第5の絶縁層1
7上に選択的に形成された、凸形状を有するコレクタ領
域層で、ベースと接続するコレクタ活性領域層18aと、
このコレクタ活性領域層18aと接続し、コレクタ電極と
接続するコレクタ引出し領域層18bとから構成される。
19はコレクタ活性領域層18aに形成されたベース領域
層、20は凸形状を有するコレクタ領域層18の周辺部
の凹部に埋められた第6の絶縁層で、ベース領域層19
の側部が第6の絶縁層20に被覆されないように形成さ
れている。21は第6の絶縁層20上に形成され、かつ
ベース領域層19の側部と接続するように形成された、
半導体層からなるベース引出し層で、上記の各層の形成
後の表面は平坦になっている。22はベース領域層19
に形成されたエミッタ領域層、23はベース引出し層2
1,ベース領域層19及びエミッタ領域層22を被覆す
る第7の絶縁層、24,25は第7の絶縁層23に形成
されたベースコンタクトホール,エミッタコンタクトホ
ール、26,27はベースコンタクトホール24,エミ
ッタコンタクトホール25底部のベース引出し層21,
エミッタ領域層22に接続するベース電極,エミッタ電
極である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図6(b)
のバイポーラトランジスタは、ベース領域層19とベー
ス引出し層21との接続部19aでは、接続を確実にする
ためベース引出し層21からベース領域層19に高濃度
の導電型不純物が導入されている。
【0008】この場合、図6(b)に示すように、接続
部19aの部分だけベース領域層19の面積が大きくな
り、かつ、高濃度であるためベース接合の空乏層が余り
広がらないため、容量が増加するという問題がある。
【0009】本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み
て創作されたものであり、絶縁性基板等の上に形成され
たバイポーラトランジスタを含む、表面が平坦化され、
かつ浮遊容量が低減された半導体装置の提供を目的とす
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題は、第1に、基
板上に選択的に形成された凸形状の一導電型の第1の半
導体層と、前記第1の半導体層の側壁に形成された前記
第1の半導体層を絶縁する絶縁膜と、前記絶縁膜により
前記第1の半導体層と絶縁され、かつ前記凸形状の第1
の半導体層の周囲の凹部に形成された反対導電型の第2
の半導体層と、前記第1の半導体層と前記第2の半導体
層とを接続するように形成された反対導電型の第3の半
導体層と、前記第1の半導体層と接続する第1の電極
と、前記第2の半導体層と接続する第2の電極と、前記
第3の半導体層と接続する第3の電極とを有することを
特徴とする半導体装置によって達成され、第2に、前記
基板は絶縁基板であることを特徴とする第1の発明に記
載の半導体装置によって達成され、第3に、前記基板は
反対導電型の半導体基板であり、かつ該半導体基板上の
前記第2の半導体層との間には前記絶縁膜が介在してい
ることを特徴とする第1の発明に記載の半導体装置によ
って達成され、第4に、前記第1の半導体層はコレクタ
領域層であり、前記第3の半導体層はベース層であり、
前記第2の半導体層はベース引出し層であり、前記第3
の半導体層と第3の電極との境界部にエミッタ接合が形
成されていることを特徴とする第1,第2又は第3の発
明に記載の半導体装置によって達成される。
【0011】
【作用】本発明の半導体装置によれば、第2の半導体層
からなるベース引出し層が凸部の周辺部の凹部に埋め込
まれて表面が平坦化されており、かつ側部が絶縁された
第1の半導体層からなるコレクタ領域層の上部で第3の
半導体層からなるベース層が接続されている。
【0012】従って、容量はコレクタ領域層とベース層
との間の動作に必要なベース接合の容量だけとなる。こ
れにより、浮遊容量を増加させることなく、平坦化を図
ることができる。
【0013】
【実施例】図1(a)〜(d),図2(e)〜(h),
図3(g)〜(i)は、本発明の第1の実施例のバイポ
ーラトランジスタを含む半導体装置の製造方法について
説明する断面図である。
【0014】まず、図1(a)に示すように、シリコン
からなる第1の半導体基板32上に膜厚約3μmのSiO2
膜からなる第1の絶縁層33が形成された第1の基板
(基板)31と、n型の第2の半導体基板36の表面に
1×1020cm-3以上の濃度のn型不純物のリンの導入
により深さ約0.5 〜1μmのn+ 層35が形成された第
2の基板34とを、第2の基板34のn+ 層35が第1
の基板31の絶縁層33と対向するように張り合わせ、
第2の半導体基板36を研磨又はエッチングにより削
り、厚さ約0.3 μmの第2の半導体基板36を残存す
る。
【0015】次いで、図1(b)に示すように、第2の
半導体基板36の厚さ以上の、例えば深さ約0.3 μm,
一辺が約0.5 μmの方形状の凹部37を選択的に形成す
る。続いて、n+ 層35に到達するように、図では凹部
37に対して右側に選択的に、イオン注入によりドーズ
量1×1015cm-2以上の濃度でn型不純物のリンを導
入し、n+ 領域層38を形成する。
【0016】次に、図1(c)に示すように、凹部37
を中心として幅約2〜3μmの領域をレジスト膜61に
より被覆し、このレジスト膜61をマスクとしてドライ
エッチングにより第2の半導体基板36及びn+ 層35
をエッチング・除去する。そして、第2の半導体基板36
a,n+ 領域層38a及びこれらの下層のn+ 層35aを残
存し、凸部(コレクタ領域層;第1の半導体層)40を
形成する。なお、第2の半導体基板36aはコレクタ活性
領域層となり、n+ 領域層38a及びn+ 層35aはコレク
タ引出し領域層39となる次いで、図1(d)に示すよ
うに、膜厚約0.3 μmのSiO2膜からなる第1の絶縁膜
(絶縁膜)41と、濃度1×1020cm-3以上のp型不
純物のボロンが導入された膜厚約0.5 μmのポリシリコ
ン膜からなる第2の半導体層42と、膜厚約0.1 μmの
Si3N4 膜からなる第2の絶縁膜43とをCVD法により
順次形成する。
【0017】次に、図2(e)に示すように、レジスト
膜62をマスクとしてドライエッチングガスを用いたド
ライエッチングにより凸部40及び凸部40端から所定
の幅の周辺部が表出するように、第3の絶縁膜43を選
択的に除去する。
【0018】次いで、図2(f)に示すように、凸部4
0上の第2の半導体層42と第1の絶縁膜41とを順次
研磨し、凸部40の側壁に第2の半導体層42aと第1の
絶縁膜41aとが残存するように、かつ、凹部37内に第
1の絶縁膜41bを残存する。このとき、残存する第3の
絶縁膜43aがストッパの働きをする。これにより、ほぼ
平坦な表面の基板が得られる。また、第2の半導体層42
aはベース引出し層となる。なお、凹部37と凹部37
内の第1の絶縁膜41bは、後に形成されるベース層の端
部をこの第1の絶縁膜41b上にくるように形成すること
により、後に形成されるベース層の端部であって、ベー
ス層とコレクタ活性領域層36aとの間のコレクタ接合で
の電界集中を避けるために形成している。
【0019】次に、図2(g)に示すように、基板上に
濃度1×1020/cm-3のp型不純物のボロンが導入さ
れた膜厚約0.2 μmのポリシリコン膜からなる第3の半
導体層44をCVD法により形成する。
【0020】次いで、図2(h)に示すように、レジス
ト膜63をマスクとしてドライエッチングにより第3の
半導体層44を選択的にエッチング・除去し、第2の半
導体層42a及びコレクタ領域層40のコレクタ活性領域
層36aと接続するように、第3の半導体層44aを残存す
る。これにより、第3の半導体層44aはベース層とな
る。
【0021】次に、図3(i)に示すように、基板上に
膜厚約0.8 μmの第3の絶縁膜45を形成する。次い
で、図3(j)に示すように、ベース電極を形成すべき
領域の第3の絶縁膜45をドライエッチング等により選
択的に除去するとともに、コレクタ活性領域層36a上方
の第3の絶縁膜45にエミッタコンタクトホール48
を、かつコレクタ引出し領域層38a上の第3の絶縁膜4
5にコレクタコンタクトホール46をドライエッチング
等により選択的に形成する。
【0022】次に、ベース引出し層42aと接続するベー
ス電極を形成すべき領域の第2の絶縁膜43aにベースコ
ンタクトホール47をドライエッチング等により選択的
に形成する。
【0023】次いで、n型のシリコンからなる第4の半
導体層をパターニングしてエミッタコンタクトホール4
8の底部のベース層42aと接続するエミッタ引出し層4
9を形成する。これにより、エミッタ引出し層49とベ
ース層44aとの境界部にエミッタ接合が形成される。な
お、この後、加熱処理を行ってエミッタ引出し層49か
らn型不純物をベース層44aに拡散し、p型のベース層
44a内にn型のエミッタ領域層を形成してもよい。
【0024】次に、コレクタコンタクトホール46底部
のn+ 層38a,ベースコンタクトホール47底部のベー
ス引出し層42a及びエミッタコンタクトホール48内の
エミッタ引出し層49とそれぞれ接続する、Al膜から
なるコレクタ電極(第1の電極)50,ベース電極(第
2の電極)51及びエミッタ電極52を形成すると、バ
イポーラトランジスタが完成する。なお、エミッタ電極
52とエミッタ引出し層49とが第3の電極を構成す
る。
【0025】以上のように、本発明の第1の実施例によ
れば、ベース引出し層42aが凸部40の周辺部の凹部に
埋め込まれて表面が平坦化されており、かつコレクタ領
域層としての凸部40の上層でベース層44aが接続され
ている。従って、容量はコレクタ活性領域層36aとベー
ス層44aとの間の動作に必要なベース接合の容量だけと
なるので、浮遊容量を増加させることなく、平坦化を図
ることができる。
【0026】なお、第1の実施例では選択的に第1の絶
縁膜41をエッチングして凸部40の側壁を絶縁してい
るが、図1(c)の工程の後、第2の実施例の図4
(a)〜(c)に示すように、第1の絶縁膜53の異方
性エッチングによりコレクタ領域層としての凸部40の
側壁に第1の絶縁膜53aを、また凹部37内に第1の絶
縁膜53bを残存することもできる。この場合、絶縁層3
3上には第1の絶縁膜53が残存しないが、図4(c)
に示すように、ベース引出し層54を厚く形成するなり
して平坦化を確保することができる。図中他の符号につ
いては、図1〜図3と同一の符号で示すものは図1〜図
3と同一のものを示す。
【0027】また、第1の実施例では第1の基板31の
上層部に絶縁層33を用いているが、第3の実施例の図
5に示すように、基板としてp型の半導体基板55を用
いることもできる。この場合、半導体基板55とコレク
タ領域層40aのコレクタ引出し領域層39aとはpn接合
56により電気的絶縁が行われ、かつ半導体基板55と
ベース引出し層42aとは第1の絶縁膜(絶縁膜)41aに
より電気的絶縁が行われる。図中他の符号については、
図1〜図3と同一の符号で示すものは図1〜図3と同一
のものを示す。
【0028】更に、第1〜第3の実施例では、本発明を
npn型のバイポーラトランジスタに適用しているが、
pnp型のバイポーラトランジスタに適用することもで
きる。
【0029】
【発明の効果】以上のように、本発明の半導体装置によ
れば、第2の半導体層からなるベース引出し層が凸部の
周辺部の凹部に埋め込まれて表面が平坦化されており、
かつ側部が絶縁された第1の半導体層からなるコレクタ
領域層の上部で第3の半導体層からなるベース層が接続
されているので、容量はコレクタ領域層とベース層との
間の動作に必要なベース接合の容量だけとなり、従っ
て、浮遊容量を増加させることなく、平坦化を図ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例のバイポーラトランジス
タの製造方法について説明する断面図(その1)であ
る。
【図2】本発明の第1の実施例のバイポーラトランジス
タの製造方法について説明する断面図(その2)であ
る。
【図3】本発明の第1の実施例のバイポーラトランジス
タの製造方法について説明する断面図(その3)であ
る。
【図4】本発明の第2の実施例のバイポーラトランジス
タの製造方法について説明する断面図である。
【図5】本発明の第3の実施例のバイポーラトランジス
タについて説明する断面図である。
【図6】従来例について説明する断面図である。
【符号の説明】
31,55 第1の基板、 32 第1の半導体基板、 33 絶縁層、 34 第2の基板、 35,35a n+ 層、 36 第2の半導体基板、 36a コレクタ活性領域層、 37 凹部、 38, 38a n+ 領域層、 39,39a コレクタ引出し領域層、 40,40a 凸部(コレクタ領域層;第1の半導体
層)、 41,41a,41b,53,53a,53b 第1の絶縁膜
(絶縁膜)、 42 第2の半導体層、 42a,54 ベース引出し層、 43,43a 第2の絶縁膜、 44 第3の半導体層、 44a ベース層、 45 第3の絶縁膜、 46 コレクタコンタクトホール、 47 ベースコンタクトホール、 48 エミッタコンタクトホール、 49 エミッタ引出し層、 50 コレクタ電極(第1の電極)、 51 ベース電極(第2の電極)、 52 エミッタ電極、 61〜63 レジスト膜。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に選択的に形成された凸形状の一
    導電型の第1の半導体層と、 前記第1の半導体層の側壁に形成され、前記第1の半導
    体層を絶縁する絶縁膜と、 前記絶縁膜により前記第1の半導体層と絶縁され、かつ
    前記凸形状の第1の半導体層の周囲の凹部に形成された
    反対導電型の第2の半導体層と、 前記第1の半導体層と前記第2の半導体層とを接続する
    ように形成された反対導電型の第3の半導体層と、 前記第1の半導体層と接続する第1の電極と、 前記第2の半導体層と接続する第2の電極と、 前記第3の半導体層と接続する第3の電極とを有するこ
    とを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記基板は絶縁基板であることを特徴と
    する請求項1記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記基板は反対導電型の半導体基板であ
    り、かつ該半導体基板上の前記第2の半導体層との間に
    は前記絶縁膜が介在していることを特徴とする請求項1
    記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 前記第1の半導体層はコレクタ領域層で
    あり、前記第3の半導体層はベース層であり、前記第2
    の半導体層はベース引出し層であり、前記第3の半導体
    層と第3の電極との境界部にエミッタ接合が形成されて
    いることを特徴とする請求項1,請求項2又は請求項3
    記載の半導体装置。
JP4000187A 1992-01-06 1992-01-06 半導体装置 Withdrawn JPH05182979A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5432104A (en) * 1993-10-07 1995-07-11 Nec Corporation Method for fabricating a vertical bipolar transistor with reduced parasitic capacitance between base and collector regions

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5432104A (en) * 1993-10-07 1995-07-11 Nec Corporation Method for fabricating a vertical bipolar transistor with reduced parasitic capacitance between base and collector regions

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