JPH0669428A

JPH0669428A - 半導体装置及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0669428A
Application number: JP4242592A
Authority: JP
Inventors: Tetsuro Asaba; 哲朗浅羽
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-08-20
Filing date: 1992-08-20
Publication date: 1994-03-11

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、エミッタやコレクタコンタ
クト部にバリアメタルを必要とする微細なショットキー
ＴＴＬにおいて、金属配線層の工程数増加を抑制しつ
つ、ショットキー特性及びバイポーラトランジスタ特性
の良好な半導体装置及びその製造方法を提供することに
ある。【構成】ショットキーダイオードとショットキーダイ
オード以外の能動素子を同一基体上に混成する集積回路
素子において、前記ショットキーダイオード部分のコン
タクトホールの半導体層との接触金属層がショットキー
特性を有する金属（Ａｌ１０５）で構成されており、
前記ショットキーダイオード以外のコンタクトホールの
半導体層との接触金属層がバリアメタル（１１１）で構
成されていることを特徴とする半導体装置及びその製造
方法。

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及びその製造
方法に関し、特にショットキーダイオードを含む半導体
集積回路装置、及び、画像読み取り用のセンサーチッ
プ、または画像記録に用いられる半導体装置及びその製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】（従来例Ａ）従来、ＴＴＬ回路の動作速
度を向上させるため、コレクタ−ベース間に、蓄積効果
のないダイオードでクランプする構造を有した、ショッ
トキーＴＴＬが使用されるようになった。

【０００３】図４に、アルミニウムを使用した、ショッ
トキーＴＴＬの代表的な断面構造図（ａ）と等価回路図
（ｂ）を示す。図において、２０１はシリコン基板、２
０２はバイポーラトランジスタのコレクタ、２０３はバ
イポーラトランジスタのベース、２０４はバイポーラト
ランジスタのエミッタ、２０５はショットキーダイオー
ドを構成するアルミニウム層、２０６はエミッタを結線
するアルミニウム配線、２０７はコレクタを結線するア
ルミニウム配線である。

【０００４】上記のような構造を有する素子を高密度に
集積化しようとすると、エミッタ拡散層２０４の浅い接
合化と、エミッタ配線２０６やコレクタ配線２０７のコ
ンタクトホールの微細化が必要となってくる。

【０００５】しかしながら、エミッタ２０４の拡散層深
さが、０．２μｍより浅くなってくると、アルミニウム
配線のスパイクにより、ベース・エミッタ間のショート
の危険性がでてくる。

【０００６】また、エミッタ配線２０６やコレクタ配線
２０７のコンタクトホールが、１μｍ□以下になると、
コンタクト抵抗が増大し、特にｎ型拡散層で顕著になっ
てくる。

【０００７】上記のような障害を取り除くため、エミッ
タ配線２０６やコレクタ配線２０７の金属配線下層部分
に、ＴｉＮやＴｉＷのバリアメタルを敷いておくことが
望ましい。

【０００８】（従来例Ｂ）また、従来、単結晶シリコン
を使用した、ファクシミリ等のコンタクトセンサは、複
数のチップを一列に並べ、チップの継ぎ合わせで必要な
長さのコンタクトセンサとしていた。例えば、Ａ４サイ
ズ等の用紙の読み取りを行う場合、一例として、２ｃｍ
の長さのチップなら、Ａ４サイズの読み取りには、１１
個のチップを継ぎ合わせることが必要となる。

【０００９】また、プリンター等の画像を記録する装置
にも、シリコン単結晶基体に、モノリシックに構成され
たプリンターヘッドが登載される場合がある。一例とし
て、特開昭５７−７２８６７号公報に示されるような発
泡形のインクジェットヘッドが挙げられる。

【００１０】この場合も、従来、チップ寸法は２ｃｍ前
後であるため、複数のチップを並べるか、機械的なヘッ
ドの駆動を必要とする。

【００１１】

【発明が解決しようとしている課題】（課題Ａ）しかし
ながら、前述した従来例Ａにおいて、ショットキーダイ
オードの構成部分２０５については、金属−シリコン接
合面にバリアメタルが存在すると、アルミニウム−シリ
コン間のショットキー特性がとれなくなってしまうとい
う問題があった。

【００１２】すなわち、エミッタコンタクト２０６及び
コレクタコンタクト２０７には、バリアメタルが半導体
層との接触金属層として積層され、ベース及びショット
キーダイオードコンタクト２０５にはアルミニウムが金
属最下層に積層される構造が望ましい。

【００１３】しかしながら、従来の製造方法を用いる
と、以下のような煩雑さがあった。

【００１４】すなわち、まずエミッタ及びコレクタのコ
ンタクトホールのみ最初に開口し、スパッタ等でバリア
メタルを堆積させる。その後アルミニウムを堆積させ、
エミッタ及びコレクタ配線を所定形状にパターニングし
た後、絶縁膜を堆積させる。次に、ベース及びショット
キーダイオード部のコンタクトホールを再び開け、アル
ミニウムを堆積させ、最後にベース電極を所定の形状に
パターニングする。

【００１５】このように、従来法では２層金属配線と同
等の工程数増加が避けられないという問題がある。

【００１６】（発明の目的）本発明の目的は、エミッタ
やコレクタコンタクト部にバリアメタルを必要とする微
細なショットキーＴＴＬにおいて、金属配線層の工程数
増加を抑制しつつ、ショットキー特性及びバイポーラト
ランジスタ特性の良好な半導体装置及びその製造方法を
提供することにある。

【００１７】（課題Ｂ）また、上記従来例Ｂでは以下の
ような欠点があった。（１）複数のチップを継ぎ合わせるため、チップ配列の
ズレから画像に段差が生じ、画像解像度の限界が、チッ
プ配列精度で制約を受けてしまう。（２）機械的駆動を必要とする画像記録ヘッドでは、継
ぎ目の段差の問題のみならず、無駄な往復運動の必要か
ら、印画速度にも制約を与えている。

【００１８】この２点の問題を克服する最良の方法は、
例えばＡ４サイズの用紙を、一括読み出しもしくは一括
印画のできる長尺の単一チップで、ヘッドを構成するこ
とである。

【００１９】前述の読み取り、もしくは印画ヘッド部を
Ａ４サイズ用の単一チップで構成しようとすると、長さ
は２１ｃｍ以上必要になる。

【００２０】これは通常のシリコン円形基板を前提とす
ると、９インチ以上の寸法でなければ製作できないこと
を意味し、円形基板内でチップを構成できる有効領域を
６０％以上取ろうとすると、円形基板の直径は１５イン
チ以上の寸法が必要になるということを意味している。

【００２１】これは製造装置が巨大化し、製造原価を押
し上げ、従来例と比較して、性能面では優れていても現
実性はないものになる。

【００２２】（発明の目的Ｂ）本発明の目的は、少なく
ともＡ４サイズの用紙に対応した長尺単一チップの半導
体基体に複数の半導体能動素子を形成することにより、
従来のように短尺チップを継ぎ合わせることによる弊害
を除去した半導体装置を実現することにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段及び作用】（手段Ａ）本発
明は、前述した課題を解決するための手段として、ショ
ットキーダイオードとショットキーダイオード以外の能
動素子を同一基体上に混成する集積回路素子において、
前記ショットキーダイオード部分のコンタクトホールの
半導体層との接触金属層がショットキー特性を有する金
属で構成されており、前記ショットキーダイオード以外
のコンタクトホールの半導体層との接触金属層がバリア
メタルで構成されていることを特徴とする半導体装置を
提供するものである。

【００２４】また、前記ショットキー特性を有する金属
がアルミニウムであることを特徴とし、また、前記ショ
ットキーダイオード以外のコンタクトホールがバイポー
ラトランジスタのエミッタ、及びコレクタのコンタクト
ホールであり、前記ショットキーダイオードのコンタク
トホールが前記バイポーラトランジスタのベースのコン
タクトホールであることを特徴とする。

【００２５】本発明は、また、ショットキーダイオード
とショットキーダイオード以外の能動素子を同一基体上
に混成し、前記ショットキーダイオード部分のコンタク
トホールの半導体層との接触金属層がアルミニウムで構
成されており、かつ前記ショットキーダイオード以外の
コンタクトホールの半導体層との接触金属層が、バリア
メタルで構成されている半導体装置の製造方法におい
て、全ての前記コンタクトホール形成後、該コンタクト
ホールに露出した半導体層表面を水素終端させる工程
と、前記ショットキーダイオード部以外のコンタクトホ
ールにのみ、電子ビーム、イオンビーム、紫外線のいず
れかのエネルギー線を照射して、該コンタクトホールに
露出した半導体層表面の前記水素終端を解離させ、酸素
終端させる工程と、前記工程の後、前記水素終端された
コンタクトホールにのみ、アルミニウムを選択的に堆積
するアルミニウムの選択的気相化学成長工程と、前記工
程の後、前記バリアメタルを堆積する工程と、を含むこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法を前記課題を解決
するための手段とするものである。

【００２６】また、前記アルミニウムの選択的気相化学
成長工程の原料ガスとして、ジメチルアルミニウムハイ
ドライドと水素を用いることを特徴とする。

【００２７】更にまた、ショットキーダイオードとショ
ットキーダイオード以外の能動素子を同一基体上に混成
し、前記ショットキーダイオード部分のコンタクトホー
ルの半導体層との接触金属層がアルミニウムで構成され
ており、かつ前記ショットキーダイオード以外のコンタ
クトホールの半導体層との接触金属層が、バリアメタル
で構成されている半導体装置の製造方法において、前記
ショットキーダイオード部分のコンタクトホールを形成
する工程と、前記ショットキーダイオード部分のコンタ
クトホールの半導体層との接触金属層として、アルミニ
ウムを堆積する工程と、前記工程の後、前記ショットキ
ーダイオード以外の部分のコンタクトホールを形成する
工程と、前記ショットキーダイオード以外の部分のコン
タクトホールの半導体層との接触金属層として、バリア
メタルを堆積する工程と、を含むことを特徴とする半導
体装置の製造方法により、前記課題を解決しようとする
ものである。

【００２８】（作用Ａ）本発明によれば、複数のコンタ
クトホールのうち、電子ビーム、イオンビーム、紫外線
のいずれかのエネルギー線によって、特定コンタクトホ
ールの、露出した半導体表面の表面状態を改質し、その
後、選択アルミニウムＣＶＤ法等によって非表面改質コ
ンタクトホールのみにアルミニウムを堆積させることに
よって、１回のコンタクトホール開口工程と、１回の金
属配線パターニング工程でも、それぞれのコンタクトホ
ール間で異なる金属積層構造を作製可能としたものであ
る。

【００２９】（手段Ｂ）また、本発明は、前述した課題
を解決するための手段として、円柱状の単結晶シリコン
インゴットを、該円柱の軸方向に切断して切り出した長
手方向が２１ｃｍ以上の長方形基体に、１個以上の半導
体素子を形成したことを特徴とする半導体装置を有す
る。

【００３０】また、前記２１ｃｍ以上の長方形基体に、
複数の半導体フォトセンサを形成したことを特徴とする
半導体装置であり、また、前記２１ｃｍ以上の長方形基
体に、インクジェット機構の発泡手段となる複数のヒー
タボード部と、その駆動素子を形成したことを特徴とす
る半導体装置により、前記課題を解決しようとするもの
である。

【００３１】（作用Ｂ）本発明によれば、円柱状のシリ
コン単結晶インゴットを、垂直方向（長手方向）すなわ
ち、円柱の軸方向に切断し、直径２０ｃｍ以下のインゴ
ットから、長方形の長辺２１ｃｍ以上の基板を切り出し
て加工することにより、Ａ４サイズ以上の用紙に対する
半導体フォトセンサアレイや、インクジェットアレイ
を、配列段差のない、単一チップで構成することを可能
としたものである。

【００３２】

【実施例】（実施例Ａ１）図１は、本発明の特徴を最も
よく表わす実施例の模式的断面図である。

【００３３】図において、１０１はシリコン等の半導体
基体、１０２はコレクタ領域であるところの基体と反対
導電型の拡散層及び埋込み層、１０３はベース領域であ
るところの基体と同一導電型の拡散層、１０４はエミッ
タ領域であるところの、基体と同一導電型の拡散層、１
０５は半導体基体との間にショットキー特性を有する金
属の局所的な選択堆積層、１０６はアルミニウム等で構
成されたエミッタ電極、１０７は同じくアルミニウム等
で構成されたコレクタ電極、１１１はバリアメタル、１
０８はベース電極である。

【００３４】このように、本実施例の半導体装置では、
ショットキーダイオード部分のコンタクトホールの金属
層は、他のエミッタ、コレクタのコンタクトホールの金
属層よりも１層多くなっている。すなわち、エミッタ電
極では、Ａｌ１０６とバリアメタル１１１の２層の金
属層が積層されているのに対して、ショットキーダイオ
ード部では、Ａｌ１０８、バリアメタル１１１、Ａｌ
１０５と３層となっている。

【００３５】これにより、ショットキーダイオード部分
のコンタクトホールでは、半導体層との接触金属層は、
ショットキー特性を有するＡｌ１０５となっている
が、ショットキーダイオード以外のコンタクトホール部
分、すなわちエミッタ、コレクタのコンタクトホールで
は半導体層との接触金属層はバリアメタル１１１となっ
ている。このように、本実施例は、このバリアメタル１
１１によりバイポーラトランジスタ特性を良好に保ちな
がら、Ａｌ１０５の堆積により、ショットキー特性も
良好に保つことができる。

【００３６】次に、本実施例の製造方法の一例を、図２
の製造工程を示す模式的断面図を用いて詳細に説明す
る。

【００３７】まず、公知の半導体技術によって、図２
（ａ）に示すように、半導体基体３０１の内部に、コレ
クタ拡散領域３０２、ベース拡散領域３０３、エミッタ
拡散領域３０４を作り込む。

【００３８】その後、常圧ＣＶＤ法によって、二酸化ケ
イ素の絶縁膜３０９を堆積させ、電極を形成すべきコン
タクトホールを全て開ける。

【００３９】この後、基体全体を希フッ酸（ＨＦ／Ｈ₂
Ｏ＝１／１００）溶液に浸透させ、コンタクト開口部
の、露出した半導体表面を全て、単原子層の水素で終端
させる。１０分程度の純水リンスを施しても、この表面
の水素終端は保たれる。

【００４０】次にエミッタ３０４及びコレクタ３０２の
コンタクトホールのみに、電子ビーム、イオンビーム、
紫外線などのエネルギー線３１０を照射する（図２の
（ａ））。

【００４１】Ｓｉ−Ｈの結合エネルギー（３．０８ｅ
Ｖ）より大きなエネルギーを有する電子ビーム、もしく
はイオンビームを照射すると、Ｓｉ−Ｈ結合が解離し、
Ｈ原子がエミッタ３０４及びコレクタ３０２の露出表面
から脱離し、該コンタクトホール表面には、Ｓｉ原子の
未結合手が現れる。この状態で基体３０１を大気中に暴
露すると、エミッタ３０４及びコレクタ３０２のコンタ
クトホールの半導体露出部分は酸化され、酸素原子で終
端されることになる。この酸素終端させる工程は大気中
ばかりでなく、酸素あるいはオゾン中に暴露することに
よっても可能である。

【００４２】水素終端を解離させる表面改質は、以下の
条件を用いた。

【００４３】まず電子ビームによる表面改質は、加速電
圧２５ｋＶ、ビーム電流５００ｐＡで、ビーム量１．５
×１０¹⁶（ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ／ｃｍ² ）を照射した。

【００４４】イオンビームによる表面改質は、Ｏ₂ ⁺をイ
オン種に用い、加速電圧は３ｋＶに設定し、ビーム量は
２×１０¹³（ｉｏｎｓ／ｃｍ² ）とした。

【００４５】紫外線による表面改質は、波長４０００オ
ングストローム以下のものを用いればよく、市販のｉ線
ステッパを用いた。この場合エミッタ３０４及びコレク
タ３０２領域の範囲指定は、通常のＣｒマスクを用いれ
ばよく、処理能力的に優れた方法となる。

【００４６】露出した半導体表面に、水素終端したコン
タクトホールと、酸素終端したコンタクトホールの２種
類を形成した後、水素終端された部分、すなわち、ベー
ス及びショットキーダイオード部分にのみアルミニウム
３０５を堆積させる（図２（ｂ））。

【００４７】この堆積方法として、本実施例ではアルミ
ニウムのＣＶＤ法を用いた。この方法については、以下
の参考文献に詳述されている。

【００４８】（参考：特開平１−２３３９２６号特開平１−２３３９２４号特開平１−２３３９２７号特開平１−２３３９２５号特開平２−４０５１９０号）また原料ガスには、有機金属のひとつである例えばジメ
チルアルミニウムハイドライド（化学式：（ＣＨ₃ ）₂
ＡｌＨ、以下ＤＭＡＨと称する。）と水素（Ｈ₂ ）を用
いる。上述した出願，，，および、特に、出
願に詳述してあるように、ＤＭＡＨとＨ₂ を用い、基
体温度略々２００℃ないし３５０℃、全圧略々０．１な
いし５Ｔｏｒｒにおいて、終端水素表面上のみに単結晶
Ａｌが堆積する。

【００４９】本実施例でのアルミニウムの堆積条件は、
基板温度２７０℃、堆積圧力１．２Ｔｏｒｒ、水素流量
５０ＳＣＣＭである。

【００５０】なぜ水素終端された半導体表面にのみアル
ミニウムが堆積され、酸素終端された半導体や、絶縁膜
上にアルミニウムが堆積されないかは以下のように考え
られる。

【００５１】坪内らが、出願に示しているように、Ｄ
ＭＡＨ及びＨ₂ を用いたＣＶＤ法において、Ｓｉ上のＡ
ｌ堆積反応は、次の３つの要素によって支えられてい
る。（１）表面に存在する自由電子の表面反応への触媒
的寄与、（２）Ｓｉ表面終端水素、（３）表面の終端水
素とＤＭＡＨ分子中のＣＨ₃ 基（メチル基）との選択反
応によるメタン（ＣＨ₄ ）の生成、である。これらの３
要素のそろっている水素終端表面では、アルミニウムが
堆積する。アルミニウムの堆積後は、ＤＭＡＨ中のＨが
表面に終端水素として残り、アルミニウムに自由電子が
存在するので、自続的に堆積が生ずる。

【００５２】これに対して、水素終端されていない領域
では、表面終端水素が存在しないのでアルミニウムの堆
積反応が生じない。

【００５３】ショットキーダイオード部分３０５にアル
ミニウムを堆積させた後、公知の技術である反応性スパ
ッタ法により、バリアメタルとして窒化チタン３１１を
堆積し、更にアルミニウム３１２をスパッタ法により連
続的に堆積させる。この両層は、堆積に関し選択性は無
く、全面堆積される（図２の（ｃ））。

【００５４】窒化チタン３１１の堆積条件は、基板温度
２００℃、Ｎ₂ 流量８０ＳＣＣＭ、Ａｒ流量２０ＳＣＣ
Ｍ、アルミニウムのスパッタ条件は基板温度２００℃、
Ａｒ流量５０ＳＣＣＭである。

【００５５】最後にフォトリソ工程によりエミッタ電極
３０６、コレクタ電極３０７、ベース及び、ショットキ
ーダイオード電極３０８を形成し、ショットキーＴＴＬ
が完成する（図２の（ｄ））。

【００５６】（実施例Ａ２）前述の実施例では、エミッ
タ３０４、ベース３０３、コレクタ３０２のコンタクト
ホールを一括して開口したが、図３に示す次のような方
法も可能である。

【００５７】まず、ベース、ショットキーダイオード部
分のコンタクトホールのみ開口し（図３の（ａ））、ア
ルミニウムＣＶＤ法で、開口部のみに、アルミニウム３
０５を堆積させる（図３の（ｂ））。この際、半導体表
面が露出しているのは、ショットキーダイオードに関す
る部分のみなので、特別なエネルギー線の照射は要ら
ず、単にアルミニウムを堆積させればよい。

【００５８】次に、エミッタ３０４及びコレクタ３０２
のコンタクトホールを開口すれば図２の（ｂ）の状態に
なり、以下、前述と同様の工程を施せばショットキーＴ
ＴＬが作製可能となる。

【００５９】本実施例では、前述の実施例より、マスク
工程は１回多いが、確実性では優れており、同様に、シ
ョットキー特性、及びバイポーラトランジスタ特性の安
定した構造の半導体装置を得ることができる。

【００６０】（実施例Ｂ１）図５は本発明の特徴を最も
よく表わす実施例の概念図であり、（ａ）は、円柱状の
シリコンインゴット５００から、基板５０１を切り出す
場合の概念図、（ｂ）は、切り出した基板５０１に対す
るチップ配置図である。インゴット５００からの基板５
０１の切り出しは、丸太から板を切り出す行為に類似し
ている。

【００６１】以下、５インチウェハーインゴット５００
から、２２ｃｍ×８．８ｃｍの基板５０１を切り出した
場合の実施例について、図面を用いて詳細に説明する。

【００６２】まず、単結晶インゴット５００からの、基
板５０１の切り出しはＡ４サイズの用紙を念頭に、長手
方向の寸法を２２ｃｍにとった。短辺側の寸法は１２．
５ｃｍ以下で自由に選べるが、図６に示すように基板５
０１の短辺を８．８ｃｍに取った場合、無駄なスペース
が少ないため、この寸法を採用した。

【００６３】基板５０１の厚さは、ほぼ１ｍｍに設定し
ているが、熱工程での機械強度が得られれば、１ｍｍよ
り薄くてもよい。

【００６４】研磨は８インチ円形ウェハのものが、直径
２０ｃｍなので、この機械を小改造して、鏡面研磨し
た。

【００６５】この基板を使用し、特開昭６０−１２７６
３号公報に原理が示されているバイポーラ型フォトセン
サアレイと特開昭５７−７２８６７号公報に原理が示さ
れている発泡インク噴出型インクジェットアレイを、ど
ちらもＭＯＳ駆動回路付きで形成した。フォトセンサア
レイは公知のシリコン半導体技術のみで全て加工でき
る。

【００６６】本実施例で形成した単位フォトセンサーセ
ルの短辺方向から見た構造断面図を図７に示す。図にお
いて、７０１はＰ型シリコン基板、７０２はｎ型埋込み
層、７０３はｎ型エピタキシャル層、７０４はｎ型の深
い拡散層、７０５はベース領域であるＰ型拡散層、７０
６はエミッタ領域やコレクタコンタクト領域を形成して
いる浅いｎ型の拡散層、７０７はＰ型ＭＯＳトランジス
タのドレイン−ソース領域を形成しているＰ型の浅い拡
散層、７０８はＭＯＳトランジスタのゲート電極を形成
している多結晶シリコン、７０９は、フィールド酸化
膜、７１０は層間絶縁膜、７１１はアルミニウム配線で
ある。

【００６７】基板形状を長方形形状にした場合、製造技
術は公知のもので賄なえるが、製造装置に関しては円形
形状からの変更は、多くの制約を受ける。そこで、本発
明においては、製造原価を上昇させないために、以下の
手法を取った。

【００６８】まず、３５０℃以下の温度領域での製造工
程では、液晶テレビ、アモルファスコンタクトセンサ等
のガラス基板用の市販装置を転用した。フォトリソ工程
の装置すべてと、プラズマＣＶＤ金属配線用のスパッタ
が、上記転用装置に概当する。

【００６９】また、レジストの塗布はローラー型の装置
を用い、露光機には投影露光機を使用している。周辺回
路が微細になった場合は、縮少投影露光機を用い、ステ
ップ送りでパターンを継ぎ合わせる方法も用いることが
できるが、ステージ改造が若干必要である。

【００７０】また、特に重要な問題は、加熱工程で、特
殊装置を減らすことであり、本実施例では、熱酸化及び
熱拡散は以下のような手法を取った。

【００７１】図８に示すように、円形ウェハを処理する
市販の反応管８００を用い、基板５０１の長辺方向を反
応管８００の軸方向に向け、２ｍｍピッチで２５枚並べ
る石英ボート８０１を製作し、矢印の方向に入れる方法
を取った。基板５０１の短辺の長さが８ｃｍなので、５
インチ円形基板用の反応管が使用できる。

【００７２】減圧ＣＶＤも上記の方法で５インチ円形基
板用の装置を転用し、多結晶シリコンと窒化シリコンの
堆積を減圧ＣＶＤ法で行った。

【００７３】エピタキシャル層の堆積装置は、５インチ
円形基板用のもののサセプターを変更することで転用し
た。５〜８インチ用装置の場合、サセプターの形状変更
で転用可能である。

【００７４】製造装置の改造で最も工夫が必要な装置
が、イオンインプランテーション装置である。この改造
方法としては２つの方法が考えられる。

【００７５】１つは基板の長手方向が２２ｃｍであるこ
とから、８インチ円形基板用の装置のステージを小改造
し、ビームの走査領域を矩形にすることである。

【００７６】もう１つの方法としては、５インチ円形基
板用の装置で、ステージを１１ｃｍピッチで送り込み、
１／２領域ずつイオンを打ち込む方法である。この方法
は基板の送り精度がイオンのビーム径より小さくなって
いることが望ましい。

【００７７】以上、本発明が特殊な装置を必要とせず、
市販装置の小改造で製作可能なことを示した。

【００７８】（実施例Ｂ２）次に、発泡形のインクジェ
ット装置に関する、本発明の応用例について以下に示
す。

【００７９】図９は発泡形インクジェットの一例を示す
短辺方向から見た断面構造図である。図９の例では、出
力素子としてバイポーラトランジスタを使用した例を示
している。また、図に示すヒータボード部上に、不図示
のインク噴出ノズルが合体され、ヒータ層７１３の発熱
により、ノズルのインク内に発泡し、その圧力により、
インクジェットとしてノズルよりインクを噴出する。

【００８０】図に示すように、第１アルミニウム配線層
７１１の形成までは、前述のフォトセンサアレイと、全
く同じ製造方法で形成できる。第２層間絶縁膜７１２は
プラズマＣＶＤ法で堆積させた。プラズマＣＶＤ装置に
関しては、ガラス基板用の市販のものが使用できる。

【００８１】ヒーター層７１３は窒化タンタルを使用し
た。堆積方法は反応性スパッタ法を用い、装置は、市販
のＤＣスパッタ装置に窒素ラインを増設し、特殊なもの
は使用しなかった。スパッタ条件は窒素分圧２６％、ア
ルゴン分圧７４％、全圧１ｐａ、基板温度１５０℃、Ｄ
Ｃパワー１．５ｋｗである。第２アルミニウムは、第１
アルミニウム同様、通常のスパッタ法で堆積させた。

【００８２】この結果、２１ｃｍの単一チップでインク
ジェットヘッドが構成できるようになり、Ａ４サイズの
用紙が従来の５倍以上の速度で印画できるようになっ
た。

【００８３】

【発明の効果】（効果Ａ）以上説明したように、本発明
によれば、ショットキーダイオード部の半導体層との接
触金属にはアルミニウム等のショットキー特性を持つ金
属層を形成し、エミッタ及びコレクタ部の半導体層との
接触金属にはバリアメタルが配置されるような構造のシ
ョットキーＴＴＬにより、微細化によるエミッタ−ベー
ス間のショートや、コンタクト抵抗の増大をバリアメタ
ルにより防止して良好なバイポーラトランジスタ特性を
保つとともに、ショットキー特性も良好な半導体装置を
実現することができる。

【００８４】更に、本発明によれば、水素終端した半導
体表面にのみ選択的にアルミニウムを堆積させることに
よって、金属配線層のフォトリソパターニング１回で作
製することが可能となり、金属配線層の工程数の増加を
抑制しつつ、優れた特性のショットキーＴＴＬを作製す
ることができる。

【００８５】（効果Ｂ）また、以上説明したように、円
柱状の単結晶シリコンインゴットを円柱の軸方向に切断
し、長手方向で２１ｃｍ以上の長方形形状に基板を切り
出し、複数の能動素子を形成することにより、公知のシ
リコン半導体製造技術、及び若干の改造を施した製造装
置によって、少なくともＡ４サイズの用紙を、縮少光学
系無しに一括読み取りできる長尺、単一チップのフォト
センサアレイを得ることができる。

【００８６】また、同様に、少なくともＡ４サイズの用
紙を、固定ヘッドで、一括印画できるような、長尺単一
チップの発泡形のインクジェットヘッドを構成すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の特徴を最もよく表わす実施例の断面図

【図２】本発明による一実施例の製作工程断面図

【図３】本発明による他の実施例の製作工程断面図

【図４】従来型ショットキーＴＴＬの構造断面図及び等
価回路図

【図５】本発明の特徴を最もよく表わすシリコンインゴ
ットからの基板切り出しを示す斜視図

【図６】インゴット断面における基板切り出しを示す図

【図７】実施例のフォトセンサユニットセルの短辺
方向の断面構造図

【図８】熱処理炉へのロードを示す模式図

【図９】発泡型インクジェット基板の短辺方向の断面構
造図である。

【符号の説明】

１０１，２０１，３０１シリコン半導体基体１０２，２０２，３０２コレクタ領域１０３，２０３，３０３ベース領域１０４，２０４，３０４エミッタ領域１０５，２０５，３０５ショットキーダイオードを
構成する金属電極部１０６，２０６，３０６エミッタ電極１０７，２０７，３０７コレクタ電極１０８，３０８ベース電極３０９層間絶縁膜３１０エネルギー線１１１，３１１バリアメタル層３１２アルミニウム層５００シリコンインゴット５０１基板７０１シリコンＰ型基板７０２ｎ型埋込み層７０３シリコンｎ型エピタキシャル層７０４深いｎ型拡散層７０５ベース領域になるＰ型拡散層７０６エミッタ領域になるｎ型拡散層７０７Ｐ型拡散層７０８多結晶シリコンからなるゲート電極７０９二酸化ケイ素からなるフィールド酸化膜７１０層間絶縁膜７１１アルミニウム配線７１２層間絶縁膜７１３窒化タンタルからなるヒータ材７１４アルミニウム配線である８００反応管８０１石英ボート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｈ０１Ｌ 31/108 8422−4ＭＨ０１Ｌ 31/10 Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ショットキーダイオードとショットキー
ダイオード以外の能動素子を同一基体上に混成する集積
回路素子において、前記ショットキーダイオード部分のコンタクトホールの
半導体層との接触金属層がショットキー特性を有する金
属で構成されており、前記ショットキーダイオード以外のコンタクトホールの
半導体層との接触金属層がバリアメタルで構成されてい
ることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】前記ショットキー特性を有する金属がア
ルミニウムであることを特徴とする請求項１に記載の半
導体装置。
【請求項３】前記ショットキーダイオード以外のコン
タクトホールがバイポーラトランジスタのエミッタ、及
びコレクタのコンタクトホールであり、前記ショットキ
ーダイオードのコンタクトホールが前記バイポーラトラ
ンジスタのベースのコンタクトホールであることを特徴
とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】ショットキーダイオードとショットキー
ダイオード以外の能動素子を同一基体上に混成し、前記
ショットキーダイオード部分のコンタクトホールの半導
体層との接触金属層がアルミニウムで構成されており、
かつ前記ショットキーダイオード以外のコンタクトホー
ルの半導体層との接触金属層が、バリアメタルで構成さ
れている半導体装置の製造方法において、全ての前記コンタクトホール形成後、該コンタクトホー
ルに露出した半導体層表面を水素終端させる工程と、前記ショットキーダイオード部以外のコンタクトホール
にのみ、電子ビーム、イオンビーム、紫外線のいずれか
のエネルギー線を照射して、該コンタクトホールに露出
した半導体層表面の前記水素終端を解離させ、酸素終端
させる工程と、前記工程の後、前記水素終端されたコンタクトホールに
のみ、アルミニウムを選択的に堆積するアルミニウムの
選択的気相化学成長工程と、前記工程の後、前記バリアメタルを堆積する工程と、を
含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】前記アルミニウムの選択的気相化学成長
工程の原料ガスとして、ジメチルアルミニウムハイドラ
イドと水素を用いることを特徴とする請求項４に記載の
半導体装置の製造方法。
【請求項６】ショットキーダイオードとショットキー
ダイオード以外の能動素子を同一基体上に混成し、前記
ショットキーダイオード部分のコンタクトホールの半導
体層との接触金属層がアルミニウムで構成されており、
かつ前記ショットキーダイオード以外のコンタクトホー
ルの半導体層との接触金属層が、バリアメタルで構成さ
れている半導体装置の製造方法において、前記ショットキーダイオード部分のコンタクトホールを
形成する工程と、前記ショットキーダイオード部分のコンタクトホールの
半導体層との接触金属層として、アルミニウムを堆積す
る工程と、前記工程の後、前記ショットキーダイオード以外の部分
のコンタクトホールを形成する工程と、前記ショットキーダイオード以外の部分のコンタクトホ
ールの半導体層との接触金属層として、バリアメタルを
堆積する工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の
製造方法。
【請求項７】円柱状の単結晶シリコンインゴットを、
該円柱の軸方向に切断して切り出した長手方向が２１ｃ
ｍ以上の長方形基体に、１個以上の半導体素子を形成し
たことを特徴とする半導体装置。
【請求項８】前記２１ｃｍ以上の長方形基体に、複数
の半導体フォトセンサを形成したことを特徴とする請求
項７に記載の半導体装置。
【請求項９】前記２１ｃｍ以上の長方形基体に、イン
クジェット機構の発泡手段となる複数のヒータボード部
と、その駆動素子を形成したことを特徴とする請求項７
に記載の半導体装置。