JPH08203833A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH08203833A
JPH08203833A JP702495A JP702495A JPH08203833A JP H08203833 A JPH08203833 A JP H08203833A JP 702495 A JP702495 A JP 702495A JP 702495 A JP702495 A JP 702495A JP H08203833 A JPH08203833 A JP H08203833A
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JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
opening
single crystal
silicon
layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP702495A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsuya Oda
克矢 小田
Yukihiro Kiyota
幸弘 清田
Yukihiro Onouchi
享裕 尾内
Eiji Oue
栄司 大植
Katsuyoshi Washio
勝由 鷲尾
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH08203833A publication Critical patent/JPH08203833A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To form a single-crystal layer having no facet self-alignedly in an opening of an insulating film. CONSTITUTION: An insulating film 2 is formed on a substrate 1 and then an opening 3 is made (a). Material gas excluding etching gas is so supplied that there may be a region L where no polycrystalline particles 5 are deposited. At that time, a single-crystal layer 4 is formed by an epitaxial growth method with a growth temperature being raised and growth pressure being lowered (b). A resist film 7 is so formed as to cover the single-crystal layer 4 and a part of the undeposited region L. With the resist being used as a film, the polycrystalline particles are removed (c). Finally, the resist is removed (d). By this method, the polycrystalline particles are not left over on the insulating film formed just under the resist even if the polycrystalline particles are removed by etching with the resist being used as a mask since there is the region L where no polycrystalline particles are deposited.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
係り、特に単結晶基板上に設けた絶縁膜の開口部にシリ
コンもしくはシリコン・ゲルマニウムのエピタキシャル
成長を用いてファセットの無い単結晶成長層を形成する
半導体装置の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a facet-free single crystal growth layer formed by epitaxial growth of silicon or silicon-germanium in an opening of an insulating film provided on a single crystal substrate. The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device to be formed.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、デバイスの高速化の要請に伴っ
て、シリコンエピタキシャル層やシリコン・ゲルマニウ
ムエピタキシャル層をベースに用いたトランジスタが研
究開発されてきている。例えば、1993年 アイ イ
ー ディー エム テクニカルダイジェスト(1993 IEDM
Technical Digest)の第83〜86頁に記載されている
デバイスがある。この高速デバイスでは、エピタキシャ
ルベース層は素子分離絶縁膜で囲まれた開口部の単結晶
層上のみならず絶縁膜上にまで延在した構造が示されて
いる。このようなエピタキシャルベース層は、非選択エ
ピタキシャル成長を行うことによって得ることができ
る。
2. Description of the Related Art In recent years, a transistor using a silicon epitaxial layer or a silicon-germanium epitaxial layer as a base has been researched and developed in response to a demand for higher speed devices. For example, the 1993 IEDM Technical Digest (1993 IEDM
There are devices described on pages 83 to 86 of Technical Digest). This high-speed device shows a structure in which the epitaxial base layer extends not only on the single crystal layer of the opening surrounded by the element isolation insulating film but also on the insulating film. Such an epitaxial base layer can be obtained by performing non-selective epitaxial growth.

【0003】従来、この種の非選択エピタキシャル成長
を用いて絶縁膜の開口部に単結晶シリコンもしくはシリ
コン・ゲルマニウム層を形成する方法としては、図3に
示すような方法が知られている。図3の(a)〜(d)
に示した断面図は、絶縁膜の開口部にエピタキシャル成
長層を形成する従来の製造方法の一例を模式的にプロセ
ス順に示した図である。
Conventionally, as a method for forming a single crystal silicon or silicon-germanium layer in an opening of an insulating film by using this kind of non-selective epitaxial growth, a method as shown in FIG. 3 has been known. 3 (a) to (d)
The cross-sectional views shown in are schematic views showing an example of a conventional manufacturing method for forming an epitaxial growth layer in the opening of the insulating film in process order.

【0004】図3(a)において、参照符号1はシリコ
ン基板を示し、このシリコン基板1上に形成した絶縁膜
2を部分的にエッチング除去して開口部3を形成する。
次いで、(b)に示すようにシリコン基板1を加熱した
状態でシリコン系、ゲルマン系のガスを流してシリコン
を非選択エピタキシャル成長させると、開口部3には単
結晶シリコンもしくは単結晶シリコン・ゲルマニウム層
4が成長すると同時に、絶縁膜2上には多結晶シリコン
もしくは多結晶シリコン・ゲルマニウム層10が堆積す
る。尚、シリコン系とゲルマン系のガスを供給して単結
晶シリコン・ゲルマニウム層4及び多結晶シリコン・ゲ
ルマニウム層10を堆積した場合とシリコン系ガスを供
給して単結晶シリコン層4及び多結晶シリコン層10が
堆積した場合も同様であるので、以下ではシリコン系ガ
スを供給した場合についてだけ説明する。更に、(c)
に示すように開口部3に単結晶シリコン層4を残すため
に、この非選択エピタキシャル成長の後、周知のホトリ
ソグラフィ技術を用いてマスク合わせによって開口部3
を覆うようにレジスト7を残す。最後に、(d)に示す
ようにレジスト7をマスクにして絶縁膜2上の多結晶シ
リコン層10をエッチング除去し、レジストを除去す
る。この時、レジスト7の下部には、多結晶シリコン層
10の一部が残留する。
In FIG. 3A, reference numeral 1 indicates a silicon substrate, and an insulating film 2 formed on the silicon substrate 1 is partially etched and removed to form an opening 3.
Then, as shown in (b), a silicon-based or germane-based gas is caused to flow in a state where the silicon substrate 1 is heated to allow non-selective epitaxial growth of silicon, and a single crystal silicon or a single crystal silicon-germanium layer is formed in the opening 3. Simultaneously with the growth of 4, the polycrystalline silicon or polycrystalline silicon-germanium layer 10 is deposited on the insulating film 2. In addition, when the silicon-based and germane-based gas is supplied to deposit the single crystal silicon / germanium layer 4 and the polycrystalline silicon / germanium layer 10, and when the silicon-based gas is supplied to supply the single crystal silicon layer 4 and the polycrystalline silicon layer. Since the same applies to the case where 10 is deposited, only the case where a silicon-based gas is supplied will be described below. Furthermore, (c)
In order to leave the single crystal silicon layer 4 in the opening 3 as shown in FIG. 3, after the non-selective epitaxial growth, the opening 3 is masked by using a well-known photolithography technique.
The resist 7 is left so as to cover the. Finally, as shown in (d), the polycrystalline silicon layer 10 on the insulating film 2 is removed by etching using the resist 7 as a mask to remove the resist. At this time, a part of the polycrystalline silicon layer 10 remains under the resist 7.

【0005】前述したような高速デバイスで単結晶のエ
ピタキシャルベース層だけを形成できれば、すなわち絶
縁膜の開口部だけに単結晶を選択的にエピタキシャル成
長できれば、ベース活性領域として働かない多結晶層に
起因する不要な寄生容量が低減できるし、不要な多結晶
分の微細化が図れるので更にデバイスの性能向上が期待
できる。このような絶縁膜の開口部だけに選択エピタキ
シャル成長を行う方法については、例えば、半導体研究
第21巻,第6章 「選択エピタキシャル成長−素子
分離−」第127〜155頁(1985年 工業調査会
発行)で述べられている。ここで、図4に選択エピタキ
シャル成長プロセスの断面図を示す。尚、シリコン系と
ゲルマン系のガスを用いた場合でも同様であるので、シ
リコン系のガスを用いた場合について以下説明する。
If only the single crystal epitaxial base layer can be formed in the high speed device as described above, that is, if the single crystal can be selectively epitaxially grown only in the opening of the insulating film, it is caused by the polycrystalline layer which does not work as the base active region. Unnecessary parasitic capacitance can be reduced, and unnecessary polycrystals can be miniaturized, so that further improvement in device performance can be expected. For the method of performing selective epitaxial growth only on the opening of such an insulating film, see, for example, Semiconductor Research Vol. 21, Chapter 6, "Selective Epitaxial Growth-Element Separation", pages 127 to 155 (published by the Industrial Research Board in 1985). Are described in. Here, FIG. 4 shows a sectional view of the selective epitaxial growth process. The same applies to the case of using a silicon-based gas and germane-based gas, so the case of using a silicon-based gas will be described below.

【0006】図4(a)は、シリコン基板1上に形成し
た絶縁膜2を部分的にエッチング除去して開口部3を形
成した状態の断面図である。このシリコン基板1を加熱
した状態でシリコンの塩化物を原料ガスとして用いる
か、又はシリコン系の原料ガスに加えて塩素化ガス等の
エッチングガスを流してエピタキシャル成長を行うこと
により、エピタキシャル成長と同時にエッチング反応が
起こるため、図4(b)に示したように絶縁膜2上には
多結晶シリコンが堆積せずに開口部3だけに単結晶シリ
コンのエピタキシャル成長層4が形成され、選択エピタ
キシャル成長が行われる。
FIG. 4A is a sectional view showing a state in which the insulating film 2 formed on the silicon substrate 1 is partially removed by etching to form the opening 3. By using silicon chloride as a raw material gas in a state where the silicon substrate 1 is heated, or by performing an epitaxial growth by flowing an etching gas such as a chlorinated gas in addition to the silicon-based raw material gas, the etching reaction is performed simultaneously with the epitaxial growth. Therefore, as shown in FIG. 4B, single crystal silicon epitaxial growth layer 4 is formed only in opening 3 without depositing polycrystalline silicon on insulating film 2, and selective epitaxial growth is performed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た前者の非選択エピタキシャル成長を用いた方法によれ
ば、図3に示したように絶縁膜の開口部3には単結晶シ
リコン層4が成長するが、同時に絶縁膜2上に多結晶シ
リコン層10が成長してしまう。そのため、マスク合わ
せを用いて多結晶シリコン層10をエッチング除去する
必要があり、その結果レジスト7の下部に多結晶シリコ
ン層10が残るため、デバイスの寄生容量が増加すると
いう問題がある。また、マスク合わせを用いるため、マ
スクの位置合わせ精度を考慮したマスクレイアウトを用
いなければならないために、デバイスの寄生容量がさら
に増加し、動作速度の低下や寄生容量の充放電による消
費電力の増加などの問題がある。
However, according to the former method using non-selective epitaxial growth described above, the single crystal silicon layer 4 grows in the opening 3 of the insulating film as shown in FIG. At the same time, the polycrystalline silicon layer 10 grows on the insulating film 2. Therefore, the polycrystalline silicon layer 10 needs to be removed by etching using mask alignment, and as a result, the polycrystalline silicon layer 10 remains under the resist 7, which causes a problem that the parasitic capacitance of the device increases. In addition, since mask alignment is used, a mask layout that considers mask alignment accuracy must be used, which further increases the parasitic capacitance of the device, lowers the operating speed, and increases power consumption due to charging and discharging of the parasitic capacitance. There are problems such as.

【0008】また、前述した後者の選択エピタキシャル
成長を用いた方法によれば、塩素化ガス等のエッチング
ガスをシリコン系の原料ガスと同時に流してエピタキシ
ャル成長を行うため、エッチングガスによる成長装置の
金属配管部分に腐食が起こり、金属汚染やガス漏洩、成
長装置の耐久性の劣化等の原因となるという問題があっ
た。さらに、エピタキシャル成長の原料ガスである水素
化ガスに比べ、選択性を出すために加える塩素化ガス等
は蒸気圧が低いため、ガスボンベおよび配管の温度コン
トロールが必要となり、制御が容易ではないという問題
がある。また、水素化ガスに比べてエッチングガスは精
製技術が発達していないため、ガス中に含まれる水分、
酸素、炭素、金属等の汚染物がエピタキシャル成長層内
に混入し、エピタキシャル層の結晶性を悪化させるとい
う問題がある。さらに、図4(b)に示したように、エ
ピタキシャル成長後の単結晶シリコン層4に、シリコン
基板1と絶縁膜2との境界でファセット11が発生す
る。単結晶基板として結晶方位(100)面の基板を用
いた場合、選択エピタキシャル成長を行うと(311)
面、(111)面のファセットが発生することが知られ
ており、これらのファセットは半導体装置の特性を悪化
させるという問題がある。
According to the latter method using selective epitaxial growth described above, the etching gas such as chlorinated gas is caused to flow simultaneously with the silicon-based source gas to perform the epitaxial growth. Therefore, the metal pipe portion of the growth apparatus using the etching gas is used. However, there is a problem that corrosion occurs in the metal and causes metal contamination, gas leakage, deterioration of durability of the growth apparatus, and the like. Furthermore, compared to hydrogenated gas, which is a raw material gas for epitaxial growth, chlorinated gas, etc., which is added to give selectivity, has a low vapor pressure, and therefore it is necessary to control the temperature of the gas cylinder and piping, which is not easy to control. is there. In addition, as compared with hydrogenated gas, the etching gas has no advanced purification technology, so the water contained in the gas,
There is a problem that contaminants such as oxygen, carbon, and metals are mixed into the epitaxial growth layer to deteriorate the crystallinity of the epitaxial layer. Further, as shown in FIG. 4B, facets 11 are generated at the boundary between the silicon substrate 1 and the insulating film 2 in the single crystal silicon layer 4 after epitaxial growth. When a substrate having a crystal orientation (100) plane is used as a single crystal substrate, selective epitaxial growth is performed (311).
It is known that facets of (111) plane and (111) plane are generated, and there is a problem that these facets deteriorate the characteristics of the semiconductor device.

【0009】そこで、本発明の目的は、エッチングガス
を含まないシリコン系、ゲルマン系の原料ガスを供給し
てエピタキシャル成長を行っても、絶縁膜の開口部に自
己整合的にファセットの生じない単結晶層を形成するこ
とができる半導体装置の製造方法を提供することにあ
る。
Therefore, an object of the present invention is to provide a single crystal in which facets are not self-aligned in the openings of the insulating film even when a silicon-based or germane-based source gas containing no etching gas is supplied for epitaxial growth. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device capable of forming a layer.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】前記本発明の課題は、単
結晶基板上に絶縁膜を形成する工程と、絶縁膜に開口部
を形成する工程と、エッチングガスを含まない原料ガス
を供給して開口部に単結晶層をエピタキシャル成長によ
り形成する工程と、開口部の単結晶層及び開口部周辺の
多結晶粒堆積開始距離内の絶縁膜を覆うようにマスク合
わせを用いてレジストを形成する工程と、前記レジスト
をマスクにエピタキシャル成長時に絶縁膜上に形成され
た多結晶粒をエッチング除去する工程と、を少なくとも
有する半導体装置の製造方法により達成される。すなわ
ち、シリコン基板上に形成した絶縁膜の開口部にエッチ
ングガスを含まないシリコン系、ゲルマン系の原料ガス
を用いてエピタキシャル成長を行っても、絶縁膜上には
開口部から一定距離だけ離れた位置から多結晶シリコン
もしくは多結晶シリコン・ゲルマニウムが堆積すること
を利用し、その多結晶粒堆積開始距離以下のマスク合わ
せ精度を有するホト工程と加工工程を用いることによ
り、自己整合的に開口部に単結晶シリコンもしくは単結
晶シリコン・ゲルマニウム層を形成するものである。
The object of the present invention is to form an insulating film on a single crystal substrate, to form an opening in the insulating film, and to supply a source gas containing no etching gas. Forming a single crystal layer in the opening by epitaxial growth, and forming a resist by mask alignment so as to cover the single crystal layer in the opening and the insulating film within the polycrystalline grain deposition start distance around the opening And a step of etching away the polycrystalline grains formed on the insulating film at the time of epitaxial growth using the resist as a mask. That is, even if epitaxial growth is performed using a silicon-based or germane-based source gas containing no etching gas in the opening of the insulating film formed on the silicon substrate, the insulating film is located at a position apart from the opening by a certain distance. By utilizing the deposition of polycrystalline silicon or polycrystalline silicon-germanium from the above, and by using a photo process and a processing process that have a mask alignment accuracy that is less than the polycrystalline grain deposition start distance, it is possible to perform self-alignment at the opening. It forms a crystalline silicon or single crystal silicon-germanium layer.

【0011】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
は、単結晶基板上に絶縁膜を形成する工程と、絶縁膜の
開口部および該開口部周辺の多結晶粒堆積開始距離を越
えない位置にダミーの開口部を形成する工程と、エッチ
ングガスを含まない原料ガスを供給して開口部及びダミ
ーの開口部に単結晶層をエピタキシャル成長により形成
する工程と、を少なくとも有する製造方法であってもよ
い。この場合、エピタキシャル成長後に、前記ダミーの
開口部を絶縁膜で覆う工程を更に付加することができ
る。前記単結晶基板がシリコン基板であり、かつ、前記
原料ガスがシリコン系、シリコン系とゲルマン系、ゲル
マン系のいずれか1つとすれば好適である。更に、前記
エピタキシャル成長工程におけるエピタキシャル成長温
度が500〜850℃の範囲であれば好適である。ま
た、この場合、前記エピタキシャル成長工程におけるエ
ピタキシャル成長圧力が100Paを越えない圧力であ
ることが望ましい。そして、前記多結晶粒堆積開始距離
が、少なくとも0.2μmであれば好適である。
Further, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the step of forming an insulating film on a single crystal substrate, the opening of the insulating film and the position where the polycrystalline grain deposition start distance around the opening is not exceeded. And a step of forming a dummy opening in the substrate and a step of supplying a source gas containing no etching gas to form a single crystal layer in the opening and the dummy opening by epitaxial growth. Good. In this case, a step of covering the dummy opening with an insulating film can be added after the epitaxial growth. It is preferable that the single crystal substrate is a silicon substrate and the source gas is any one of a silicon type, a silicon type and a germane type, and a germane type. Further, it is preferable that the epitaxial growth temperature in the epitaxial growth step is in the range of 500 to 850 ° C. Further, in this case, it is desirable that the epitaxial growth pressure in the epitaxial growth step does not exceed 100 Pa. It is preferable that the polycrystalline grain deposition start distance is at least 0.2 μm.

【0012】[0012]

【作用】本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、
エッチングガスを含まない原料ガスを供給してエピタキ
シャル成長を行った後、単結晶基板上の絶縁物の開口部
と開口部周辺の多結晶粒堆積開始距離内の絶縁膜とを覆
うようにレジストを形成し、このレジストをマスクにエ
ピタキシャル成長時に絶縁膜上に形成された多結晶粒を
エッチング除去することにより、自己整合的に開口部だ
けにファセットの無い単結晶層を残すことができるの
で、トランジスタを作製した際の不要な多結晶層に起因
する寄生容量が低減できるため、素子の高速化、低消費
電力化を図ることができる。
According to the method of manufacturing the semiconductor device of the present invention,
After the epitaxial growth is performed by supplying the source gas containing no etching gas, the resist is formed so as to cover the opening of the insulator on the single crystal substrate and the insulating film within the polycrystalline grain deposition start distance around the opening. Then, by using this resist as a mask and etching away the polycrystalline grains formed on the insulating film during epitaxial growth, it is possible to leave a facet-free single crystal layer only in the opening in a self-aligned manner. Since the parasitic capacitance due to the unnecessary polycrystalline layer at the time of doing so can be reduced, it is possible to achieve high speed operation and low power consumption of the device.

【0013】また、単結晶基板上に絶縁膜を形成した
後、この絶縁膜に開口部と開口部周辺の多結晶粒堆積開
始距離を越えない位置にダミーの開口部とを形成し、エ
ッチングガスを含まない原料ガスを供給することによ
り、開口部及びダミーの開口部に単結晶層だけをエピタ
キシャル成長することができる。この場合、エピタキシ
ャル成長後に、ダミーの開口部を絶縁膜で覆う工程を更
に付加することにより、開口部に素子を形成する際にダ
ミーの開口部に不要な不純物層が形成されることを防止
できる。
Further, after forming an insulating film on the single crystal substrate, an opening and a dummy opening are formed in the insulating film at positions not exceeding the polycrystalline grain deposition start distance around the opening, and etching gas is used. By supplying the source gas containing no gas, only the single crystal layer can be epitaxially grown in the opening and the dummy opening. In this case, by further adding a step of covering the dummy opening with an insulating film after the epitaxial growth, it is possible to prevent an unnecessary impurity layer from being formed in the dummy opening when forming an element in the opening.

【0014】そして、単結晶基板としてシリコン基板を
用い、原料ガスとしてシリコン系、シリコン系とゲルマ
ン系、ゲルマン系のいずれかを用いることにより、前記
開口部に単結晶シリコン層もしくは単結晶シリコン・ゲ
ルマニウム層を形成することができる。
Then, a silicon substrate is used as the single crystal substrate, and a silicon-based material, a silicon-based material and a germane-based material, or a germane-based material is used as a source gas, whereby a single crystal silicon layer or a single crystal silicon / germanium is formed in the opening. Layers can be formed.

【0015】更に、前記エピタキシャル成長工程におけ
るエピタキシャル成長温度が500〜850℃の範囲も
しくはエピタキシャル成長圧力が100Paを越えない
圧力であれば、開口部からの多結晶粒堆積開始距離を
0.2μm以上の実用的範囲内にすることができる。
Further, if the epitaxial growth temperature in the epitaxial growth step is in the range of 500 to 850 ° C. or the epitaxial growth pressure does not exceed 100 Pa, the polycrystalline grain deposition start distance from the opening is in a practical range of 0.2 μm or more. Can be within

【0016】[0016]

【実施例】次に、本発明に係る半導体装置の製造方法の
実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明
する。
Embodiments of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

【0017】<実施例1>図1は、本発明に係る半導体
装置の製造方法の一実施例を示す断面図である。なお、
図3の従来例で示した構成部分と同一の構成部分につい
ては、同一の参照符号を付して説明する。図1(a)に
おいて、シリコン基板1上にSiO2、Si34等の絶
縁膜2を形成し、周知のホトリソグラフィ技術によりマ
スクを用いて絶縁膜2を部分的にエッチング除去し、開
口部3を形成する。次いで、原料ガスとしてシリコン系
のガスを塩素化ガス等のエッチングガスを混入させずに
流した状態でシリコン基板1を加熱し、エピタキシャル
成長を行うと、同図(b)に示すように開口部3には単
結晶シリコン層4が成長し、絶縁膜2上には多結晶シリ
コンの島(以下、シリコンの多結晶粒と称する。)5が
堆積するが、開口部3から長さLの範囲にはシリコンの
多結晶粒5が堆積しない非堆積領域6が存在する。
<Embodiment 1> FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention. In addition,
The same components as those shown in the conventional example of FIG. 3 will be described with the same reference numerals. In FIG. 1A, an insulating film 2 made of SiO 2 , Si 3 N 4 or the like is formed on a silicon substrate 1, and the insulating film 2 is partially removed by etching using a mask by a well-known photolithography technique to form an opening. Form part 3. Next, when the silicon substrate 1 is heated and epitaxial growth is performed in a state in which a silicon-based gas as a raw material gas is allowed to flow without being mixed with an etching gas such as a chlorinated gas, an opening 3 is formed as shown in FIG. A monocrystalline silicon layer 4 grows on the insulating film 2, and an island 5 of polycrystalline silicon (hereinafter, referred to as polycrystalline particles of silicon) 5 is deposited on the insulating film 2, but in a range of a length L from the opening 3. Has a non-deposited region 6 where the polycrystalline silicon particles 5 are not deposited.

【0018】ここで、このエピタキシャル成長後の絶縁
膜2の開口部3および開口部周辺形状の様子を、図5及
び図6の斜視図を用いて説明する。エピタキシャル成長
の成長圧力を下げることにより、図6に示すように、絶
縁膜2表面でのシリコン分子(又はシリコン原子)12の
移動が起きやすくなるため、開口部3付近のシリコン分
子12は開口部3に流れ込んで単結晶のシリコン基板1
上には単結晶シリコン4が成長し、絶縁膜2上ではシリ
コン分子12の数がある臨界点を超えると多結晶シリコ
ンが堆積を始めることにより、シリコンの多結晶粒5が
形成される。一方、開口部3周辺の絶縁膜2上ではシリ
コン分子12が開口部3に流れ込んだ分だけ減少してお
り、シリコン分子12の数が臨界点に達しないため、シ
リコンの多結晶粒5が堆積しない非堆積領域が現われ
る。例えば、エッチングガスを流さずにSi26ガスだ
けを用いてシリコンのエピタキシャル成長層4を100
nm成長した時の、非堆積領域6の長さ(すなわち、多
結晶粒堆積開始距離)Lの成長温度依存性を図7に、非
堆積領域6の長さLの成長圧力依存性を図8に示す。シ
リコン分子の絶縁膜上での移動は、成長温度が高く、成
長圧力が低くなるに従い大きくなるため、図7及び図8
から分かるように成長温度が高く、成長圧力が低くなる
に従い非堆積領域の長さLも大きくなる。尚、この関係
は、シリコン系ガスだけを流した場合だけでなく、シリ
コン系とゲルマン系のガスを流した場合も同様である。
The state of the opening 3 and the peripheral shape of the opening of the insulating film 2 after the epitaxial growth will be described with reference to the perspective views of FIGS. 5 and 6. By lowering the growth pressure of the epitaxial growth, as shown in FIG. 6, since the silicon molecules (or silicon atoms) 12 on the surface of the insulating film 2 easily move, the silicon molecules 12 in the vicinity of the opening 3 will not move to the opening 3. Single crystal silicon substrate 1
The single crystal silicon 4 grows on the upper surface, and when the number of silicon molecules 12 on the insulating film 2 exceeds a certain critical point, the polycrystalline silicon starts to be deposited, so that the polycrystalline particles 5 of silicon are formed. On the other hand, on the insulating film 2 around the opening 3, the silicon molecules 12 are reduced by the amount of flowing into the opening 3, and the number of the silicon molecules 12 does not reach the critical point. Non-deposited areas appear. For example, the silicon epitaxial growth layer 4 may be formed into 100% by using only Si 2 H 6 gas without flowing etching gas.
FIG. 8 shows the growth temperature dependence of the length L of the non-deposition region 6 (that is, the polycrystalline grain deposition start distance) when grown to a thickness of nm, and FIG. 8 shows the growth pressure dependence of the length L of the non-deposition region 6. Shown in. The movement of silicon molecules on the insulating film increases as the growth temperature becomes higher and the growth pressure becomes lower.
As can be seen from the above, as the growth temperature becomes higher and the growth pressure becomes lower, the length L of the non-deposition region also becomes larger. Note that this relationship is the same not only when only a silicon-based gas is flown, but also when a silicon-based gas and a germane-based gas are flowed.

【0019】例えば、図7より成長圧力50Paの場合
成長温度を780℃以上にすれば、或いは図8より成長
温度750℃の場合成長圧力を18Pa以下のエピタキ
シャル成長条件にすれば、開口部3には単結晶シリコン
もしくは単結晶シリコン・ゲルマニウムであるエピタキ
シャル成長層4が成長し、絶縁膜2上には開口部3から
0.6μm以上離れた位置からシリコンもしくはシリコ
ン・ゲルマニウムの多結晶粒5が堆積する。なお、成長
圧力を下げることにより、Lの値を保ったまま成長温度
を下げることができ、基板1やエピタキシャル成長層4
に含まれる不純物の拡散を抑え、浅接合の形成が可能と
なり、素子の高速化に有効である。
For example, if the growth pressure is 50 Pa as shown in FIG. 7 and the growth temperature is 780 ° C. or higher, or if the growth temperature is 750 ° C. as shown in FIG. An epitaxial growth layer 4 made of single-crystal silicon or single-crystal silicon-germanium grows, and polycrystalline grains 5 of silicon or silicon-germanium are deposited on the insulating film 2 at a position separated by 0.6 μm or more from the opening 3. By lowering the growth pressure, the growth temperature can be lowered while maintaining the value of L, and the substrate 1 and the epitaxial growth layer 4 can be formed.
It is possible to suppress the diffusion of impurities contained in and to form a shallow junction, which is effective for increasing the speed of the device.

【0020】エピタキシャル成長の原料ガスとしてSi
26を2SCCM、GeH4を0.5SCCM、エッチ
ングガスを含まずに流し、成長温度を750℃、成長圧
力を5Paとすると、開口部3の端から約1.5μm離
れたところから絶縁膜2上にシリコン・ゲルマニウムの
多結晶粒5が堆積し、絶縁膜の開口部3にはGeの組成
比が20%の図1(b)に示すようなファセットの無い
単結晶Si0.8Ge0.2層4が成長する。
Si as a source gas for epitaxial growth
When 2 H 6 is 2 SCCM, GeH 4 is 0.5 SCCM and the growth temperature is 750 ° C. and the growth pressure is 5 Pa, the insulating film is about 1.5 μm away from the end of the opening 3. 2 polycrystalline grains 5 of the silicon-germanium is deposited on the facet-free monocrystalline Si 0.8 Ge 0.2 layers as shown in FIG. 1 (b) composition ratio of 20% Ge in the opening 3 of the insulating film 4 grows.

【0021】次に、図1(c)に示すようにマスク合わ
せを用いてレジスト7を形成する。ここで、不要な多結
晶粒5を除去するためのマスクと開口部3とのオーバー
ラップ幅をa、マスクの位置合わせ精度をbとすると、
L>(a+b)の条件を満足するエピタキシャル成長条
件を用いれば、自己整合的に開口部のみに単結晶シリコ
ンもしくは単結晶シリコン・ゲルマニウム層4を形成す
ることができる。例えば、絶縁膜2上の不要なシリコン
もしくはシリコン・ゲルマニウムの多結晶粒5を除去す
るためのレジスト7と開口部3とのオーバーラップ幅a
を0.4μm、マスクの位置合わせ精度bを0.2μm
とすると、非堆積領域6の長さLに対する条件はL>
0.6μmとなる。その後、絶縁膜2上の多結晶粒5を
エッチング除去することにより、図1(d)に示すよう
に開口部3のエピタキシャル成長層4だけが残る。
Next, as shown in FIG. 1C, a resist 7 is formed using mask alignment. Here, when the overlapping width of the mask for removing the unnecessary polycrystalline grains 5 and the opening 3 is a, and the alignment accuracy of the mask is b,
If epitaxial growth conditions satisfying the condition of L> (a + b) are used, the single crystal silicon or the single crystal silicon-germanium layer 4 can be formed in the opening only in a self-aligned manner. For example, the overlap width a of the resist 7 and the opening 3 for removing the unnecessary silicon or silicon-germanium polycrystalline grains 5 on the insulating film 2
Is 0.4 μm and the mask alignment accuracy b is 0.2 μm
Then, the condition for the length L of the non-deposition region 6 is L>
It becomes 0.6 μm. Then, the polycrystalline grains 5 on the insulating film 2 are removed by etching, so that only the epitaxial growth layer 4 in the opening 3 remains as shown in FIG.

【0022】このように、エッチングガスを含まずに原
料ガスだけを供給し、基板を加熱する方法によってエピ
タキシャル成長を行い、エピタキシャルベース層の厚さ
20〜30nm、厚くとも100nm程度を形成しよう
とする場合、エピタキシャル成長温度は500℃以上必
要である。結晶性を考えると、550℃以上が好まし
い。また、850℃を越えると下地の単結晶層すなわち
コレクタ層への拡散で実質的に20〜30nmのベース
厚さが確保できなくなる。更に、エピタキシャル成長時
の成長圧力は、前述したオーバラップ幅aとマスク位置
合わせ精度bが技術的にはそれぞれ0.1μm程度が可
能であることを考慮すると、非堆積領域の長さすなわち
多結晶粒堆積開始距離Lが、L>0.2μmを満足でき
る成長圧力は、成長温度550℃の場合に100Paが
上限であり、850℃の場合は1000Paを越えても
よい。
As described above, when it is intended to form the epitaxial base layer to have a thickness of 20 to 30 nm, at least about 100 nm, by performing the epitaxial growth by the method of supplying only the source gas without the etching gas and heating the substrate. The epitaxial growth temperature needs to be 500 ° C. or higher. Considering crystallinity, 550 ° C. or higher is preferable. On the other hand, if the temperature exceeds 850 ° C., the base thickness of 20 to 30 nm cannot be substantially secured due to diffusion into the underlying single crystal layer, that is, the collector layer. Further, considering that the above-mentioned overlap width a and mask alignment accuracy b can technically be about 0.1 μm, the growth pressure during epitaxial growth is the length of the non-deposition region, that is, the polycrystalline grain. The growth pressure at which the deposition start distance L can satisfy L> 0.2 μm is 100 Pa at the growth temperature of 550 ° C., and may exceed 1000 Pa at 850 ° C.

【0023】本実施例で示したように、開口部のみにフ
ァセットの無い単結晶シリコンもしくは単結晶シリコン
・ゲルマニウムが形成できるため、これをエピタキシャ
ルベースのデバイスに適用すれば、デバイスの容量を低
減するとともに、デバイス特性の劣化を防ぐことができ
る。
As shown in the present embodiment, since facet-free single crystal silicon or single crystal silicon-germanium can be formed only in the opening, if this is applied to an epitaxial-based device, the device capacitance is reduced. At the same time, deterioration of device characteristics can be prevented.

【0024】<実施例2>図2は、本発明に係る半導体
装置の製造方法の別の実施例を示す断面図である。な
お、図1の実施例で示した構成部分と同一の構成部分に
ついては、同一の参照符号を付して説明する。図2
(a)に示すように、シリコン基板1上にSiO2、S
34等の絶縁膜2を形成し、マスクを用いて絶縁膜2
を部分的にエッチング除去することにより、開口部3と
同時にダミーの開口部8を形成する。この時、開口部3
とダミーの開口部8との間隔は多結晶粒堆積開始距離L
よりも短い間隔とする。すなわち、開口部3は多結晶粒
堆積開始距離Lより短い幅の絶縁膜で囲まれた状態にパ
ターニングする。
<Embodiment 2> FIG. 2 is a sectional view showing another embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention. The same components as those shown in the embodiment of FIG. 1 will be described with the same reference numerals. Figure 2
As shown in (a), SiO 2 , S on the silicon substrate 1
An insulating film 2 such as i 3 N 4 is formed, and the insulating film 2 is formed using a mask.
Is partially removed by etching to form a dummy opening 8 at the same time as the opening 3. At this time, the opening 3
And the dummy opening 8 are separated from each other by a polycrystalline grain deposition start distance L
Shorter interval than. That is, the opening 3 is patterned so as to be surrounded by an insulating film having a width shorter than the polycrystalline grain deposition start distance L.

【0025】図2(b)において、開口部3とダミーの
開口部8の間隔よりも多結晶の非堆積領域6の長さLす
なわち多結晶粒堆積開始距離Lが大きくなるようなエピ
タキシャル成長条件で単結晶シリコンもしくは単結晶シ
リコン・ゲルマニウム層4を形成する。例えば、開口部
3とダミーの開口部8の間隔を1.0μmとし、原料ガ
スとしてSi26を2SCCM、GeH4を0.5SC
CM、エッチングガスを含まずに流し、成長温度を75
0℃、成長圧力を5Paという条件でエピタキシャル成
長を行うと、図8に示したようにLは約1.5μmとな
ることから、絶縁膜2上にはシリコン・ゲルマニウムの
多結晶粒は堆積せずに、絶縁膜の開口部3とダミーの開
口部8のみにGeの組成比が20%の単結晶Si0.8
0.2層4が成長する。
In FIG. 2B, under the epitaxial growth condition that the length L of the polycrystalline non-deposition region 6, that is, the polycrystalline grain deposition start distance L is larger than the distance between the opening 3 and the dummy opening 8. A single crystal silicon or single crystal silicon-germanium layer 4 is formed. For example, the gap between the opening 3 and the dummy opening 8 is 1.0 μm, and 2 SCCM of Si 2 H 6 and 0.5 SC of GeH 4 are used as source gases.
The growth temperature is set to 75 by flowing without including CM and etching gas.
When epitaxial growth is performed under the conditions of 0 ° C. and a growth pressure of 5 Pa, L becomes about 1.5 μm as shown in FIG. 8, so that polycrystalline silicon / germanium grains are not deposited on the insulating film 2. In addition, single crystal Si 0.8 G having a Ge composition ratio of 20% is present only in the openings 3 of the insulating film and the openings 8 of the dummy.
e 0.2 Layer 4 grows.

【0026】次に、図2(c)に示すように、ダミーの
開口部8を埋めるためにダミーの開口部8上に絶縁膜9
を形成する。これは、SiO2等の絶縁膜9を例えばC
VD法により堆積した後、ホトエッチング加工により行
えばよい。
Next, as shown in FIG. 2C, an insulating film 9 is formed on the dummy opening 8 to fill the dummy opening 8.
To form. In this case, the insulating film 9 made of SiO 2 or the like
After depositing by the VD method, photoetching may be performed.

【0027】このように、本実施例によれば、絶縁膜に
ダミーの開口部を設けることにより、実施例1のように
マスク合わせにより絶縁膜上に形成された多結晶粒を除
去しなくとも、自己整合的に単結晶層を開口部に形成す
ることができる。したがって、不要な多結晶粒を除去す
るためのマスクの位置合わせ精度を考慮せずに開口部だ
けにファセットの無い単結晶層を形成できるため、これ
をエピタキシャルベースのデバイスに適用すれば、簡便
なプロセスでデバイスの容量を低減し、デバイス特性の
劣化を防ぐことができる。
As described above, according to the present embodiment, the dummy opening is provided in the insulating film, so that the polycrystalline grains formed on the insulating film by mask alignment as in the first embodiment are not removed. The single crystal layer can be formed in the opening in a self-aligning manner. Therefore, a facet-free single crystal layer can be formed only in the opening without considering the alignment accuracy of the mask for removing unnecessary polycrystalline grains. The capacity of the device can be reduced by the process, and the deterioration of the device characteristics can be prevented.

【0028】<実施例3>図9は、本発明に係る半導体
装置の製造方法のまた別の実施例を示す断面図である。
本実施例では、本発明の半導体装置の製造方法をバイポ
ーラトランジスタに適用して自己整合的にエピタキシャ
ルベース層を形成している。
<Embodiment 3> FIG. 9 is a sectional view showing still another embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
In this embodiment, the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention is applied to a bipolar transistor to form an epitaxial base layer in a self-aligned manner.

【0029】図9(a)において、参照符号21はp形
シリコン基板を示し、このシリコン基板21にイオン打
ち込みまたは拡散によりn形不純物を導入して埋め込み
層22を形成し、その後エピタキシャル成長によりn形
の低濃度コレクタ層23を形成する。そして、コレクタ
・ベース分離絶縁膜24、ベース引出し多結晶シリコン
層25、および第1のエミッタ・ベース分離絶縁膜26
の三層構造を順次形成した後、n形コレクタ層23に達
する開口部27を形成する。
In FIG. 9A, reference numeral 21 indicates a p-type silicon substrate, and an n-type impurity is introduced into this silicon substrate 21 by ion implantation or diffusion to form a buried layer 22, and then n-type is formed by epitaxial growth. The low concentration collector layer 23 is formed. Then, the collector / base isolation insulating film 24, the base extraction polycrystalline silicon layer 25, and the first emitter / base isolation insulating film 26.
After sequentially forming the three-layer structure, the opening 27 reaching the n-type collector layer 23 is formed.

【0030】次に、p形のエピタキシャルベース層28
を開口部27に形成する。例えば、原料ガスとしてSi
26を2SCCM、GeH4を0.5SCCM、ドーピ
ングのために60ppmH2希釈のB26を50SCC
M、エッチングガスを含まずに流し、成長温度750
℃、成長圧力5Paでエピタキシャル成長を行うことに
より、多結晶粒堆積開始距離Lだけ離れた位置からシリ
コン・ゲルマニウムの多結晶粒30が堆積する。すなわ
ち、絶縁膜26上には、図8から分かるように開口部2
7の端より約1.5μm離れたところからシリコン・ゲ
ルマニウムの多結晶粒30が堆積する。一方、開口部2
7にはベース層となるGeの組成比20%、キャリア濃
度2×1018/cm3のp形単結晶Si0.8Ge0.2層2
8が成長する。また、開口部27にエピタキシャル成長
すると同時にベース引き出し多結晶シリコン層25上に
はつなぎベースとなる多結晶シリコン・ゲルマニウム層
29が成長するため、図9(b)に示すように真性ベー
スとなる単結晶Si0.8Ge0.2層28とベース引き出し
多結晶シリコン25が多結晶シリコン・ゲルマニウム層
29を介して接続する。
Next, the p-type epitaxial base layer 28 is formed.
Are formed in the opening 27. For example, as a source gas, Si
The 2 H 6 2SCCM, 0.5SCCM the GeH 4, a B 2 H 6 of 60PpmH 2 diluted for doping 50SCC
M, flow without etching gas, growth temperature 750
By performing the epitaxial growth at a temperature of 5 ° C. and a growth pressure of 5 Pa, the polycrystalline silicon / germanium grains 30 are deposited from a position separated by the polycrystalline grain deposition start distance L. That is, on the insulating film 26, as shown in FIG.
Polycrystalline grains 30 of silicon-germanium are deposited at a distance of about 1.5 μm from the end of 7. On the other hand, the opening 2
7 is a p-type single crystal Si 0.8 Ge 0.2 layer 2 having a Ge composition ratio of 20% and a carrier concentration of 2 × 10 18 / cm 3 as a base layer.
8 grows. Further, since the polycrystalline silicon-germanium layer 29 serving as a connecting base grows on the polycrystalline silicon layer 25 for drawing out the base at the same time as the epitaxial growth in the opening 27, as shown in FIG. 9B, the single crystal serving as the intrinsic base is formed. The Si 0.8 Ge 0.2 layer 28 and the base extraction polycrystalline silicon 25 are connected via the polycrystalline silicon-germanium layer 29.

【0031】次に、図9(c)に示すように、ホト工程
により開口部を覆うように多結晶粒堆積開始距離L内に
レジスト31を残す。このレジスト31で開口部27を
保護して、絶縁膜26上に堆積したシリコン・ゲルマニ
ウムの多結晶粒30をエッチング除去することにより、
真性ベース28とつなぎベース29だけを形成すること
ができる。
Next, as shown in FIG. 9C, a resist 31 is left in the polycrystalline grain deposition start distance L so as to cover the opening by a photo process. By protecting the opening 27 with this resist 31 and etching away the polycrystalline silicon-germanium grains 30 deposited on the insulating film 26,
Only the intrinsic base 28 and the tethered base 29 can be formed.

【0032】その後、図9(d)に示すように、つなぎ
ベース29とエミッタを分離する絶縁膜32を形成す
る。これは、絶縁膜32をCVD法により堆積した後、
異方性ドライエッチングを行うと開口部の側壁だけに絶
縁膜32が残ることを利用して形成することができる。
次に、図9(e)に示すように、高濃度にn形不純物を
ドープした多結晶シリコン33を堆積させてホトエッチ
ングを行いエミッタを形成すれば、npnトランジスタ
が形成できる。
After that, as shown in FIG. 9D, an insulating film 32 for separating the connecting base 29 and the emitter is formed. This is because after the insulating film 32 is deposited by the CVD method,
The anisotropic dry etching can be formed by utilizing the fact that the insulating film 32 remains only on the side wall of the opening.
Next, as shown in FIG. 9E, an npn transistor can be formed by depositing high-concentration polycrystalline silicon 33 doped with n-type impurities and performing photoetching to form an emitter.

【0033】このように、本実施例によれば、不要な多
結晶層が絶縁膜上に残らないで開口部27に真性ベース
28とつなぎベース29だけを形成することができるた
め、トランジスタの容量を低減することができる。更
に、真性ベース28に従来の選択エピタキシャル法を用
いた場合のようなファセットが発生しないため、真性ベ
ース28とつなぎベース29の間の抵抗が低減できる。
また、バイポーラトランジスタの真性ベース28をSi
−Geとして、ヘテロ界面を導入したことにより電流増
幅率が高くなる利点も有する。尚、本実施例では、p形
シリコン基板を用いてnpnトランジスタを形成する場
合について述べたが、n形シリコン基板を用いて他の各
層の導電形を逆にすればpnpトランジスタも同様に形
成することができることは勿論である。また、エピタキ
シャルベース層の成長時の原料ガスをシリコン系にして
単結晶シリコン層をベース層としても良いことは言うま
でもない。
As described above, according to the present embodiment, only the intrinsic base 28 and the connecting base 29 can be formed in the opening 27 without unnecessary polycrystal layer remaining on the insulating film, so that the capacitance of the transistor is increased. Can be reduced. Furthermore, since facets are not generated in the intrinsic base 28 as in the case of using the conventional selective epitaxial method, the resistance between the intrinsic base 28 and the connecting base 29 can be reduced.
In addition, the intrinsic base 28 of the bipolar transistor is made of Si.
Introducing a hetero interface as -Ge also has the advantage of increasing the current amplification factor. Although the npn transistor is formed using the p-type silicon substrate in the present embodiment, the pnp transistor is also formed by using the n-type silicon substrate and reversing the conductivity types of the other layers. Of course, you can do that. Needless to say, the source gas for growing the epitaxial base layer may be silicon-based and the single crystal silicon layer may be the base layer.

【0034】<実施例4>図10は、本発明に係る半導
体装置の更に別の実施例を示す断面図である。本実施例
は、実施例1に示した半導体装置の製造方法を用いて自
己整合的に単結晶層を形成することにより、デバイスの
素子分離に適用した場合である。図10(a)において
参照符号41はp形シリコン基板を示し、このシリコン
基板41上にSiO2、Si34等の素子分離用の絶縁
膜42を形成し、周知のホトエッチングにより開口部4
3を形成する。
<Embodiment 4> FIG. 10 is a sectional view showing still another embodiment of the semiconductor device according to the present invention. The present embodiment is a case where the method for manufacturing a semiconductor device described in the first embodiment is used to form a single crystal layer in a self-aligned manner, and is applied to element isolation of a device. In FIG. 10A, reference numeral 41 represents a p-type silicon substrate, and an insulating film 42 for element isolation such as SiO 2 , Si 3 N 4 or the like is formed on the silicon substrate 41, and an opening portion is formed by well-known photo etching. Four
3 is formed.

【0035】次に、図10(b)に示すように、開口部
43にエピタキシャル成長を行い単結晶領域44を形成
する。ここでエピタキシャル成長条件は、例えば、エピ
タキシャル成長の原料ガスとしてSi26を2SCCM
と共にp形の不純物を含むドーピングガスをエッチング
ガスを含まずに流し、成長温度を750℃、成長圧力を
5Paとすることにより、開口部43の端から約1.5
μm(すなわち、多結晶粒堆積開始距離L≒1.5μ
m)離れたところから絶縁膜42上にシリコンの多結晶
粒45が堆積する一方、絶縁膜の開口部43にはp形の
単結晶シリコン層44が成長する。
Next, as shown in FIG. 10B, epitaxial growth is performed in the opening 43 to form a single crystal region 44. Here, the epitaxial growth conditions are, for example, 2 SCCM of Si 2 H 6 as a raw material gas for epitaxial growth.
At the same time, a doping gas containing p-type impurities is allowed to flow without an etching gas, the growth temperature is 750 ° C., and the growth pressure is 5 Pa.
μm (that is, polycrystalline grain deposition start distance L≈1.5 μ
m) Silicon polycrystalline grains 45 are deposited on the insulating film 42 from a distance, while a p-type single crystal silicon layer 44 is grown in the opening 43 of the insulating film.

【0036】更に、図10(c)に示すように、ホト工
程により単結晶シリコン層44を覆うように多結晶粒堆
積開始距離L内にレジスト46を残して単結晶領域44
を保護した後、絶縁膜42上に堆積したシリコンの多結
晶粒45をエッチング除去する。
Further, as shown in FIG. 10C, the resist 46 is left within the polycrystalline grain deposition start distance L so as to cover the single crystal silicon layer 44 by a photo process, and the single crystal region 44 is left.
After the protection, the polycrystalline silicon particles 45 of silicon deposited on the insulating film 42 are removed by etching.

【0037】次いで、図10(d)に示すように、表面
を酸化して薄い酸化膜47により次のイオン打込みによ
るダメージを受けないように単結晶シリコン層44の島
を覆った後、図中に矢印で示すように絶縁膜48をマス
クに一方の単結晶シリコンの島にn形となる不純物をイ
オン打込みによって導入する。最後に、図10(e)に
示すように、絶縁膜48及び酸化膜47を除去すること
により、p形領域の単結晶シリコンの島49と、n形領
域の単結晶シリコンの島50の導電性の異なる領域が形
成される。
Next, as shown in FIG. 10D, after the surface of the single crystal silicon layer 44 is covered with a thin oxide film 47 so as not to be damaged by the next ion implantation, as shown in FIG. As shown by the arrow, with the insulating film 48 as a mask, an impurity which becomes an n-type is introduced into one island of single crystal silicon by ion implantation. Finally, as shown in FIG. 10E, by removing the insulating film 48 and the oxide film 47, the conductivity of the islands 49 of single crystal silicon in the p-type region and the islands 50 of single crystal silicon in the n-type region is reduced. Regions of different sex are formed.

【0038】このように、本実施例によれば、従来のL
OCOS(Local Oxidation of Silicon)酸化による場
合に比べて、いわゆるバーズビークが発生しない素子分
離が行えるので、導電性の異なる単結晶領域を隔てる素
子分離を縮小することができ、この単結晶領域の島にト
ランジスタを形成することにより、回路の高集積化を行
うことができる。更に、素子分離絶縁膜とデバイス領域
である単結晶領域との間に従来のLOCOS酸化膜によ
る素子分離のような応力が発生しないため、単結晶領域
に形成したデバイスの特性劣化を防ぐことができる。
As described above, according to this embodiment, the conventional L
As compared with the case of OCOS (Local Oxidation of Silicon) oxidation, element isolation without so-called bird's beak can be performed, so element isolation separating single crystal regions having different conductivity can be reduced, and islands of this single crystal region can be reduced. By forming the transistor, high integration of the circuit can be achieved. Further, since no stress such as element isolation due to the conventional LOCOS oxide film is generated between the element isolation insulating film and the single crystal region which is the device region, deterioration of the characteristics of the device formed in the single crystal region can be prevented. .

【0039】なお、基板41としてn形のシリコ基板を
用い、p形エピタキシャル層44の代わりにn形エピタ
キシャル層を形成し、p形イオン打込みによって異なる
導電形の単結晶領域49,50を形成しても良いし、エ
ピタキシャル成長の際に原料ガスとしてシリコン系とゲ
ルマン系のガスを流してシリコン・ゲルマニウムの単結
晶層44を形成しても良い。また、イオン打込みのマス
クとして絶縁膜48の代わりにレジストを用いることが
できるのは勿論である。
An n-type silicon substrate is used as the substrate 41, an n-type epitaxial layer is formed in place of the p-type epitaxial layer 44, and single crystal regions 49 and 50 of different conductivity types are formed by p-type ion implantation. Alternatively, the silicon-germanium single crystal layer 44 may be formed by flowing a silicon-based gas and a germane-based gas as a source gas during the epitaxial growth. Of course, a resist can be used instead of the insulating film 48 as a mask for ion implantation.

【0040】<実施例5>図11は、本発明に係る半導
体装置の製造方法の別の実施例を示す断面図である。本
実施例は、実施例1に示した半導体装置の製造方法を用
いて絶縁膜の開口部に自己整合的に単結晶層を形成する
ことにより、MOSトランジスタのソース・ドレインの
低抵抗化を図った場合である。図11(a)において参
照符号61はp形の単結晶シリコン基板を示し、このシ
リコン基板61上に開口部63以外の領域に周知のLO
COS法により素子分離絶縁膜62を形成し、ゲート酸
化膜64、ゲート多結晶シリコン65、絶縁膜のゲート
キャップ層66、ゲート側壁絶縁膜67を形成する。
<Embodiment 5> FIG. 11 is a sectional view showing another embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention. In this embodiment, a single crystal layer is formed in the opening of an insulating film in a self-aligning manner by using the method for manufacturing a semiconductor device shown in the first embodiment to reduce the resistance of the source / drain of a MOS transistor. That is the case. In FIG. 11A, reference numeral 61 indicates a p-type single crystal silicon substrate, and a well-known LO is formed on the silicon substrate 61 except the opening 63.
An element isolation insulating film 62 is formed by the COS method, and a gate oxide film 64, a gate polycrystalline silicon 65, a gate cap layer 66 of an insulating film, and a gate sidewall insulating film 67 are formed.

【0041】次に、図11(b)に示すように、ソース
・ドレインをイオン打込みにより形成する前に、単結晶
シリコン基板61が露出している部分だけにエピタキシ
ャル成長を用いて単結晶シリコン層68を形成する。こ
の時、エピタキシャル成長条件は、例えば、エピタキシ
ャル成長の原料ガスとしてSi26を2SCCM、エッ
チングガスを含まずに流し、成長温度を750℃、成長
圧力を5Paとすると、素子分離絶縁膜62の端からの
多結晶粒堆積開始距離Lが約1.5μmの位置から絶縁
膜62上にシリコンの多結晶粒69が堆積する一方、露
出している単結晶シリコン基板61上には単結晶シリコ
ン層68が成長する。
Next, as shown in FIG. 11B, before forming the source / drain by ion implantation, the single crystal silicon layer 68 is formed by epitaxial growth only on the exposed portion of the single crystal silicon substrate 61. To form. At this time, the epitaxial growth conditions are, for example, when Si 2 H 6 as a raw material gas for epitaxial growth is flowed at 2 SCCM without etching gas, the growth temperature is 750 ° C., and the growth pressure is 5 Pa, from the end of the element isolation insulating film 62. While the polycrystal grain 69 of silicon is deposited on the insulating film 62 from the position where the polycrystal grain deposition start distance L is about 1.5 μm, the single crystal silicon layer 68 is formed on the exposed single crystal silicon substrate 61. grow up.

【0042】更に、図11(c)に示すように、ホト工
程により単結晶シリコン層68を覆うように多結晶粒堆
積開始距離L内にレジスト70を残して単結晶領域68
を保護した後、素子分離絶縁膜62上に堆積したシリコ
ンの多結晶粒69をエッチング除去する。
Further, as shown in FIG. 11C, a single crystal region 68 is left in the polycrystalline grain deposition start distance L so as to cover the single crystal silicon layer 68 by a photo process, leaving a resist 70.
After the protection, the polycrystalline silicon particles 69 of silicon deposited on the element isolation insulating film 62 are removed by etching.

【0043】最後に、図11(d)に示すように、n形
のソース71とn形のドレイン72を例えばイオン打込
みにより形成した後、チタンやタングステンなどの高融
点金属73を単結晶シリコン層68上に選択成長させ、
単結晶シリコン層68と反応させることにより金属シリ
サイド層74を形成する。これにより、ソース71とド
レイン72の接触抵抗が低減する。
Finally, as shown in FIG. 11D, after an n-type source 71 and an n-type drain 72 are formed by, for example, ion implantation, a refractory metal 73 such as titanium or tungsten is formed into a single crystal silicon layer. Selectively grow on 68,
The metal silicide layer 74 is formed by reacting with the single crystal silicon layer 68. This reduces the contact resistance between the source 71 and the drain 72.

【0044】このように、本実施例によれば、低抵抗化
を行うための単結晶シリコン層68をソース・ドレイン
の上だけに形成できるため、シリサイド反応によるソー
ス・ドレイン領域となる単結晶シリコン層61の減少を
防ぐことができる。このため、ソース・ドレイン領域の
縮小が可能となり、容量を低減することができる。更
に、ファセットの無い単結晶シリコン層68が形成でき
るため、ソース・ドレインを形成する際、均一に不純物
導入を行うことができ、デバイスの容量、高性能化に有
効である。尚、p形シリコン基板61の代わりにn形シ
リコン基板とし、n形ソース・ドレインの代わりにp形
ソース・ドレインとしてpチャネルMOSトランジスタ
を形成した場合にも適用できるのは勿論である。
As described above, according to the present embodiment, since the single crystal silicon layer 68 for reducing the resistance can be formed only on the source / drain, the single crystal silicon to be the source / drain regions by the silicide reaction. The reduction of the layer 61 can be prevented. Therefore, the source / drain regions can be downsized, and the capacitance can be reduced. Further, since the facet-free single crystal silicon layer 68 can be formed, impurities can be uniformly introduced when forming the source / drain, which is effective in improving the device capacity and performance. It is needless to say that the present invention can be applied to a case where an n-type silicon substrate is used instead of the p-type silicon substrate 61 and a p-channel MOS transistor is formed as p-type source / drain instead of n-type source / drain.

【0045】<実施例6>図12は、本発明に係る半導
体装置の製造方法のまた別の実施例を示す断面図であ
る。本実施例は、実施例1に示した半導体装置の製造方
法を用いて自己整合的に絶縁膜の開口部に単結晶層を形
成することにより、エピタキシャルチャネル(以下、エ
ピチャネルと称する。)MOSトランジスタを作製する
場合に適用したものである。図12(a)において参照
符号81はp形シリコン基板を示し、このシリコン基板
81上に周知のLOCOS法により素子分離絶縁膜82
を形成した後、開口部83にエピタキシャル成長を用い
てチャネル層となる単結晶層84を形成する。この時、
エピタキシャル成長の条件は、例えば、原料ガスとして
Si26を2SCCMエッチングガスを含まずに流し、
成長温度を750℃、成長圧力を5Paとすると、開口
部83の端からの多結晶粒堆積開始距離Lが約1.5μ
mの位置から素子分離絶縁膜82上にシリコンの多結晶
粒85が堆積する一方、開口部83の露出している単結
晶シリコン基板81上にはチャネル層となる単結晶シリ
コン層84がエピタキシャル成長する。
<Embodiment 6> FIG. 12 is a sectional view showing still another embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention. In this embodiment, a single crystal layer is formed in the opening of the insulating film in a self-aligning manner by using the method for manufacturing a semiconductor device shown in the first embodiment, so that an epitaxial channel (hereinafter referred to as an epi channel) MOS is formed. It is applied when manufacturing a transistor. In FIG. 12A, reference numeral 81 indicates a p-type silicon substrate, and an element isolation insulating film 82 is formed on the silicon substrate 81 by the well-known LOCOS method.
After forming, the single crystal layer 84 to be the channel layer is formed in the opening 83 by epitaxial growth. This time,
The conditions for the epitaxial growth include, for example, flowing Si 2 H 6 as a raw material gas without containing 2SCCM etching gas,
If the growth temperature is 750 ° C. and the growth pressure is 5 Pa, the polycrystalline grain deposition start distance L from the end of the opening 83 is about 1.5 μm.
Polycrystalline grains 85 of silicon are deposited on the element isolation insulating film 82 from the position m, while a single crystal silicon layer 84 to be a channel layer is epitaxially grown on the single crystal silicon substrate 81 where the opening 83 is exposed. .

【0046】次に、図12(b)に示すように、ホト工
程により単結晶シリコン層84を覆うように多結晶粒堆
積開始距離L内にレジスト86を残して単結晶領域84
を保護した後、素子分離絶縁膜82上に堆積したシリコ
ンの多結晶粒85をエッチング除去する。
Next, as shown in FIG. 12B, a single crystal region 84 is left in the polycrystalline grain deposition start distance L so as to cover the single crystal silicon layer 84 by a photo process, leaving a resist 86.
After that, the polycrystalline silicon particles 85 deposited on the element isolation insulating film 82 are removed by etching.

【0047】更に、図12(c)に示すように、レジス
ト86を除去した後、ゲート酸化膜87、ゲート多結晶
シリコン88、ゲートキャップ層89、ゲート側壁絶縁
膜90を形成し、その後、イオン打込みによりn形のソ
ース領域91、n形のドレイン領域92を形成する。
Further, as shown in FIG. 12C, after removing the resist 86, a gate oxide film 87, a gate polycrystalline silicon 88, a gate cap layer 89, and a gate sidewall insulating film 90 are formed, and thereafter, ions are formed. By implantation, an n-type source region 91 and an n-type drain region 92 are formed.

【0048】このように、本実施例によれば、素子分離
絶縁膜82上にシリコンの多結晶粒85を残さずに開口
部83のみに単結晶シリコン層84を形成することがで
きるため、MOSトランジスタの容量を低減することが
できる。更に、チャネル層としてエピタキシャル成長層
84を用いることにより、チャネル層の濃度の制御を容
易に行うことができるため、MOSトランジスタの高性
能化が可能となる。尚、本実施例で述べた各導電形をそ
れぞれ逆の導電形にすれば、pチャネルのMOSトラン
ジスタにも適用できることは勿論であり、エピタキシャ
ル成長時に原料ガスとしてシリコン系とゲルマン系のガ
スを供給すれば、単結晶シリコン・ゲルマニウムのエピ
チャネルを形成できることは言うまでもない。
As described above, according to the present embodiment, the single crystal silicon layer 84 can be formed only in the opening portion 83 without leaving the polycrystalline silicon particles 85 of silicon on the element isolation insulating film 82. The capacity of the transistor can be reduced. Furthermore, by using the epitaxially grown layer 84 as the channel layer, the concentration of the channel layer can be easily controlled, so that the performance of the MOS transistor can be improved. Needless to say, if the conductivity types described in the present embodiment are made opposite to each other, it can be applied to a p-channel MOS transistor, and a silicon-based gas and a germane-based gas can be supplied as source gases during epitaxial growth. It goes without saying that a single crystal silicon-germanium epichannel can be formed.

【0049】<実施例7>図13は、本発明に係る半導
体装置の更に別の実施例を示す断面図である。本実施例
は、ダミーの開口部を用いて自己整合的に単結晶層を形
成することにより、バイポーラトランジスタを作製する
場合である。尚、説明の便宜上、実施例3の図9で示し
た構成部分と同一の構成部分については同一の参照符号
を付して、その詳細な説明は省略する。すなわち、本実
施例では、実施例3の図9に示した開口部27に隣接し
て、多結晶粒堆積開始距離Lよりも短い間隔でダミーの
開口部34が設けられている点が相違し、これに伴い図
9(c)に対応する工程である図13(c)の工程が相
違する。
<Embodiment 7> FIG. 13 is a sectional view showing still another embodiment of the semiconductor device according to the present invention. The present embodiment is a case where a bipolar transistor is manufactured by forming a single crystal layer in a self-aligned manner using a dummy opening. For convenience of explanation, the same components as those shown in FIG. 9 of the third embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. That is, the present embodiment is different in that dummy openings 34 are provided adjacent to the opening 27 shown in FIG. 9 of the third embodiment at intervals shorter than the polycrystalline grain deposition start distance L. Accordingly, the step of FIG. 13C, which is a step corresponding to FIG. 9C, is different.

【0050】このように開口部27が多結晶粒堆積開始
距離Lよりも短い幅の絶縁膜26で囲まれた状態となる
ようにダミーの開口部34を設け、エピタキシャル成長
条件を多結晶堆積開始距離Lが絶縁膜26の幅よりも大
きくなるようにして単結晶層28を形成することによ
り、実施例3の場合と異なり絶縁膜26上には多結晶粒
30が生じない。例えば、開口部27とダミーの開口部
34の間隔を1.0μmとし、原料ガスとしてSi26
を2SCCM、GeH4を0.5SCCM、ドーピング
のために60ppmH2希釈のB26を50SCCM、
エッチングガスを含まずに流し、成長温度を750℃、
成長圧力を5Paという条件でエピタキシャル成長を行
うと、図8に示したようにLは約1.5μmとなること
から、絶縁膜2上にはシリコン・ゲルマニウムの多結晶
粒は堆積せず、開口部27とダミーの開口部34にはベ
ース層となるGeの組成比20%、キャリア濃度2×1
18/cm3のp形単結晶Si0.8Ge0.2層28が成長
する。この時、開口部27,34には、同時にベース引
出し多結晶シリコン層25上に多結晶シリコン・ゲルマ
ニウム層29が成長するため、真性ベースとなる単結晶
Si0.8Ge0.2層28とベース引出し多結晶シリコン層
25が、図13(b)に示すように、実施例3と同様に
多結晶シリコン・ゲルマニウム層29を介して接続す
る。しかしながら、実施例3と異なり多結晶粒は絶縁膜
上には堆積しないので、実施例3における図9(c)の
ホトエッチング工程が不要となる。その代わりに、ダミ
ーの開口部34を不活性にするために、SiO2等の絶
縁膜35を例えばCVD法により堆積した後、ホトエッ
チング加工によりダミーの開口部34だけを覆うように
絶縁膜35を残してから、次の工程に移る。図13
(d)及び図13(e)の工程は、図9(d)及び図9
(e)とそれぞれ同じである。尚、参照符号36は、つ
なぎベース29とエミッタ33を分離する側壁絶縁膜3
2を形成する際に同時にダミーの開口部34に形成され
た側壁絶縁膜である。
In this way, the dummy opening 34 is provided so that the opening 27 is surrounded by the insulating film 26 having a width shorter than the polycrystalline grain deposition start distance L, and the epitaxial growth condition is set to the polycrystalline deposition start distance. By forming the single crystal layer 28 so that L is larger than the width of the insulating film 26, unlike the case of the third embodiment, polycrystalline grains 30 are not formed on the insulating film 26. For example, the distance between the opening 27 and the dummy opening 34 is 1.0 μm, and the source gas is Si 2 H 6
2 SCCM, GeH 4 0.5 SCCM, 60 ppm H 2 diluted B 2 H 6 50 SCCM for doping,
Flow without etching gas, growth temperature 750 ℃,
When epitaxial growth is performed under the condition of a growth pressure of 5 Pa, L becomes about 1.5 μm as shown in FIG. 8, so that the polycrystalline silicon / germanium grains are not deposited on the insulating film 2 and the opening portion is not formed. 27 and the dummy opening 34 have a Ge composition ratio of 20% as a base layer and a carrier concentration of 2 × 1.
A 0 18 / cm 3 p-type single crystal Si 0.8 Ge 0.2 layer 28 is grown. At this time, since the polycrystalline silicon-germanium layer 29 grows on the base-extracted polycrystalline silicon layer 25 at the same time in the openings 27 and 34, the single-crystal Si 0.8 Ge 0.2 layer 28 serving as an intrinsic base and the base-extracted polycrystalline layer 29 are formed. As shown in FIG. 13B, the silicon layer 25 is connected via the polycrystalline silicon-germanium layer 29 as in the third embodiment. However, unlike the third embodiment, since the polycrystalline grains are not deposited on the insulating film, the photoetching step of FIG. 9C in the third embodiment is unnecessary. Instead, in order to inactivate the dummy opening 34, an insulating film 35 such as SiO 2 is deposited by, for example, the CVD method, and then the insulating film 35 is formed by photoetching so as to cover only the dummy opening 34. And then move on to the next step. FIG.
The steps of (d) and FIG. 13 (e) are the same as those of FIG. 9 (d) and FIG.
The same as (e). Reference numeral 36 is a sidewall insulating film 3 that separates the connecting base 29 and the emitter 33.
2 is a side wall insulating film formed in the dummy opening 34 at the same time when 2 is formed.

【0051】このように、本実施例によれば、不要な多
結晶粒を除去するためのマスクの位置合わせ精度を考慮
せずに開口部のみにファセットの無い単結晶層を形成で
きるため、簡便なプロセスでトランジスタの容量を低減
することができる。さらに真性ベース28にファセット
が発生しないため、真性ベース28とつなぎベース29
の間の抵抗が低減できる。なお、エピタキシャルベース
層成長時に、原料ガスとしてシリコン系のガスを流し、
単結晶シリコン層をエピタキシャルベースとして用いて
も良い。
As described above, according to the present embodiment, a facet-free single crystal layer can be formed only in the opening without considering the alignment accuracy of the mask for removing unnecessary polycrystalline grains. The capacitance of the transistor can be reduced by various processes. Furthermore, since facets do not occur in the intrinsic base 28, the intrinsic base 28 and the connecting base 29
The resistance between them can be reduced. During the growth of the epitaxial base layer, a silicon-based gas is flown as a source gas,
A single crystal silicon layer may be used as an epitaxial base.

【0052】<実施例8>図14は、本発明に係る半導
体装置の更にまた別の実施例を示す断面図である。本実
施例は、ダミーの開口部を用いて自己整合的に単結晶層
を形成することにより、デバイスの素子分離を行う場合
である。尚、説明の便宜上、実施例4の図10で示した
構成部分と同一の構成部分については同一の参照符号を
付して、その詳細な説明は省略する。すなわち、本実施
例では、実施例4の図10に示した開口部43,43に
隣接して、多結晶粒堆積開始距離Lよりも短い間隔でダ
ミーの開口部51,51が設けられている点が相違し、
これに伴い図10(c)に対応する工程である図14
(c)の工程が相違する。
<Embodiment 8> FIG. 14 is a sectional view showing a semiconductor device according to still another embodiment of the present invention. The present embodiment is a case where device isolation is performed by forming a single crystal layer in a self-aligned manner using a dummy opening. For convenience of explanation, the same components as those shown in FIG. 10 of the fourth embodiment will be designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. That is, in this embodiment, the dummy openings 51, 51 are provided adjacent to the openings 43, 43 shown in FIG. 10 of the fourth embodiment at intervals shorter than the polycrystalline grain deposition start distance L. The difference is
Accordingly, FIG. 14 which is a process corresponding to FIG.
The step (c) is different.

【0053】このように開口部43が多結晶粒堆積開始
距離Lよりも短い幅の絶縁膜42で囲まれた状態となる
ようにダミーの開口部51を設け、エピタキシャル成長
条件を多結晶粒堆積開始距離Lが絶縁膜42の幅よりも
大きくなるようにして単結晶層44,52を形成するこ
とにより、実施例4の場合と異なり絶縁膜42上には多
結晶粒45が生じない。例えば、開口部43とダミーの
開口部51の間隔を1.0μmとし、エピタキシャル成
長の原料ガスとしてSi26を2SCCMと共にp形を
示す不純物を含むドーピングガスをエッチングガスを含
まずに流し、成長温度を750℃、成長圧力を5Paと
することにより、図8に示したように多結晶粒の非堆積
領域の長さLは約1.5μmとなることから、絶縁膜4
2上にはシリコンの多結晶粒は堆積せず、開口部43と
ダミーの開口部51にはp形単結晶シリコン層44,5
2が成長する。
As described above, the dummy opening 51 is provided so that the opening 43 is surrounded by the insulating film 42 having a width shorter than the polycrystalline grain deposition start distance L, and the epitaxial growth conditions are set to start the polycrystalline grain deposition. By forming the single crystal layers 44 and 52 so that the distance L is larger than the width of the insulating film 42, polycrystalline grains 45 are not formed on the insulating film 42 unlike the case of the fourth embodiment. For example, the gap between the opening 43 and the dummy opening 51 is set to 1.0 μm, Si 2 H 6 is used as a raw material gas for epitaxial growth together with 2SCCM, and a doping gas containing an impurity exhibiting a p-type is allowed to flow without etching gas to grow. By setting the temperature to 750 ° C. and the growth pressure to 5 Pa, the length L of the non-deposited region of polycrystalline grains becomes about 1.5 μm as shown in FIG.
Polycrystal grains of silicon are not deposited on the second layer 2, and the p-type single crystal silicon layers 44 and 5 are formed in the opening 43 and the dummy opening 51.
2 grows.

【0054】実施例4と異なり多結晶粒45が絶縁膜4
2上には堆積しないので、実施例4における図10
(c)のホトエッチング工程が不要となる。その代わり
に、ダミーの開口部52を覆うためにSiO2等の絶縁
膜53を例えばCVD法により堆積した後、ホトエッチ
ング加工によりダミーの開口部52だけを覆うように絶
縁膜53を残してから、次の工程に移る。なお、図14
(d)及び図14(e)の工程は、図10(d)及び図
10(e)とそれぞれ同じである。
Unlike the fourth embodiment, the polycrystalline grains 45 are the insulating film 4.
2 in Example 4, as it does not deposit on FIG.
The photoetching step of (c) becomes unnecessary. Instead, an insulating film 53 of SiO 2 or the like is deposited to cover the dummy opening 52 by, for example, a CVD method, and then the insulating film 53 is left by photoetching so as to cover only the dummy opening 52. , Move to the next step. Note that FIG.
The steps of (d) and FIG. 14 (e) are the same as those of FIG. 10 (d) and FIG. 10 (e), respectively.

【0055】図14(d)に示すように不純物導入のマ
スクである絶縁膜48を絶縁膜53と同様にして単結晶
シリコン領域44の一方のみに形成し、n形となる不純
物をイオン打込みを用いて導入することにより、図14
(e)に示すように導電性の異なるp形領域49、n形
領域50が形成される。
As shown in FIG. 14D, an insulating film 48 which is a mask for introducing impurities is formed on only one side of the single crystal silicon region 44 in the same manner as the insulating film 53, and the n-type impurity is ion-implanted. Introduced using FIG.
As shown in (e), a p-type region 49 and an n-type region 50 having different conductivity are formed.

【0056】このように、本実施例によれば、不要な多
結晶粒を除去するためのマスクの位置合わせ精度を考慮
せずに開口部のみにファセットの無い単結晶層を形成で
きるため、簡便なプロセスで導電性の異なる単結晶領域
を隔てる素子分離を行うことができ、従来のLOCOS
法による素子分離のように所謂バーズビークの発生によ
る余分な素子分離領域がないので、その分縮小すること
ができる。従って、これら単結晶領域にトランジスタを
形成することにより、回路の高集積化を図ることができ
る。さらに、素子分離絶縁膜とデバイス領域である単結
晶領域の間に、LOCOS法による場合のような応力が
発生しないため、単結晶領域に形成したデバイスの特性
劣化を防ぐことができる。
As described above, according to this embodiment, a facet-free single crystal layer can be formed only in the opening without considering the alignment accuracy of the mask for removing unnecessary polycrystalline grains. Element isolation that separates single crystal regions with different conductivity can be performed by various processes.
Since there is no extra element isolation region due to the occurrence of so-called bird's beak unlike the element isolation by the method, the size can be reduced accordingly. Therefore, by forming a transistor in these single crystal regions, high integration of the circuit can be achieved. Further, since no stress is generated between the element isolation insulating film and the single crystal region which is the device region as in the case of the LOCOS method, it is possible to prevent the characteristic deterioration of the device formed in the single crystal region.

【0057】なお、基板41としてn形のシリコン基板
を用い、p形エピタキシャル層44の代わりにn形エピ
タキシャル層を形成し、p形イオン打込みによって異な
る導電形の単結晶領域49,50を形成しても良いし、
エピタキシャル成長の際に原料ガスとしてシリコン系と
ゲルマン系のガスを流してシリコン・ゲルマニウムの単
結晶層44を形成しても良い。また、イオン打込みのマ
スクとして絶縁膜48の代わりにレジストを用いること
ができるのは勿論である。
An n-type silicon substrate is used as the substrate 41, an n-type epitaxial layer is formed instead of the p-type epitaxial layer 44, and single crystal regions 49 and 50 of different conductivity types are formed by p-type ion implantation. You can
During the epitaxial growth, a silicon-based and germane-based gas may be flown as a source gas to form the silicon-germanium single crystal layer 44. Of course, a resist can be used instead of the insulating film 48 as a mask for ion implantation.

【0058】<実施例9>図15は、本発明に係る半導
体装置の製造方法のまた別の実施例を示す断面図であ
る。本実施例は、ダミーの開口部を用いて自己整合的に
単結晶層を形成することにより、MOSトランジスタの
ソース・ドレインの低抵抗化を図った場合である。尚、
説明の便宜上、実施例5の図11で示した構成部分と同
一の構成部分については同一の参照符号を付して、その
詳細な説明は省略する。すなわち、本実施例では、実施
例5の図11に示した開口部63に隣接して、多結晶粒
堆積開始距離Lよりも短い間隔でダミーの開口部75が
設けられている点が相違し、これに伴い図11(c)に
対応する工程である図15(c)の工程が相違する。
<Embodiment 9> FIG. 15 is a sectional view showing still another embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention. The present embodiment is a case where the resistance of the source / drain of the MOS transistor is reduced by forming a single crystal layer in a self-aligned manner using a dummy opening. still,
For convenience of explanation, the same components as those shown in FIG. 11 of the fifth embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. That is, the present embodiment is different in that dummy openings 75 are provided adjacent to the opening 63 shown in FIG. 11 of the fifth embodiment at intervals shorter than the polycrystalline grain deposition start distance L. Accordingly, the step of FIG. 15C, which is a step corresponding to FIG. 11C, is different.

【0059】このように開口部63が多結晶粒堆積開始
距離Lよりも短い幅の素子分離用絶縁膜62で囲まれた
状態となるようにダミーの開口部75を設け、エピタキ
シャル成長条件を多結晶粒堆積開始距離Lが絶縁膜62
の幅よりも大きくなるようにして単結晶層68を形成す
ることにより、図15(b)に示すように実施例5の場
合と異なり絶縁膜62上には多結晶粒69が生じない。
例えば、開口部63とダミーの開口部75の間隔を1.
0μmとし、エピタキシャル成長の原料ガスとしてSi
26を2SCCMエッチングガスを含まずに流し、成長
温度を750℃、成長圧力を5Paとすることにより、
図8に示したように多結晶粒の非堆積領域の長さLは約
1.5μmとなることから、素子分離絶縁膜62上には
シリコンの多結晶粒は堆積せず、開口部63とダミーの
開口部75には単結晶シリコン層68が成長する。
As described above, the dummy opening 75 is provided so that the opening 63 is surrounded by the element isolation insulating film 62 having a width shorter than the polycrystalline grain deposition start distance L, and the epitaxial growth condition is set to polycrystalline. The grain deposition start distance L is the insulating film 62.
By forming the single crystal layer 68 so as to have a width larger than that of No. 6, unlike in the case of Example 5, polycrystalline grains 69 are not formed on the insulating film 62, as shown in FIG. 15B.
For example, the distance between the opening 63 and the dummy opening 75 is 1.
0 μm, and Si as a raw material gas for epitaxial growth
By flowing 2 H 6 without using a 2SCCM etching gas, setting the growth temperature to 750 ° C. and the growth pressure to 5 Pa,
As shown in FIG. 8, since the length L of the non-deposited region of the polycrystalline grains is about 1.5 μm, the polycrystalline grains of silicon are not deposited on the element isolation insulating film 62 and the openings 63 and A single crystal silicon layer 68 grows in the dummy opening 75.

【0060】実施例5と異なり多結晶粒69が絶縁膜6
2上には堆積しないので、実施例5における図11
(c)のホトエッチング工程が不要となる。その代わり
に、ダミーの開口部75を覆うためにSiO2等の絶縁
膜76を例えばCVD法により堆積した後、ホトエッチ
ング加工によりダミーの開口部75だけを覆うように絶
縁膜76を残してから、次の工程に移る。尚、図15
(d)の工程は図11(d)に示した工程と同じであ
る。n形のソース71とn形のドレイン72を例えばイ
オン打込みにより形成した後、チタンやタングステンな
どの高融点金属73を単結晶シリコン層68上に選択成
長させ、単結晶シリコン層68と反応させることにより
金属シリサイド層74を形成する。これにより、ソース
71とドレイン72の接触抵抗が低減する。
Unlike the fifth embodiment, the polycrystalline grains 69 are the insulating film 6.
2 in Example 5, as it does not deposit on FIG.
The photoetching step of (c) becomes unnecessary. Instead, an insulating film 76 of SiO 2 or the like is deposited to cover the dummy opening 75 by, for example, a CVD method, and then the insulating film 76 is left by photoetching so as to cover only the dummy opening 75. , Move to the next step. Note that FIG.
The step (d) is the same as the step shown in FIG. 11 (d). After the n-type source 71 and the n-type drain 72 are formed by, for example, ion implantation, a refractory metal 73 such as titanium or tungsten is selectively grown on the single crystal silicon layer 68 and reacted with the single crystal silicon layer 68. Thus, the metal silicide layer 74 is formed. This reduces the contact resistance between the source 71 and the drain 72.

【0061】このように、本実施例によれば、不要な多
結晶粒を除去するためのマスクの位置合わせ精度を考慮
せずに開口部のみにファセットの無い単結晶層を形成で
きるため、簡便なプロセスで低抵抗化を行うための単結
晶シリコン層をソース・ドレインの上のみに形成できる
ため、シリサイド反応によるソース・ドレイン領域とな
る単結晶シリコン層61の減少を防ぐことができる。こ
のため、ソース・ドレイン領域の縮小が可能となり、容
量を低減することができる。更に、ファセットの無い単
結晶シリコン層68が形成できるため、ソース・ドレイ
ンを形成する際、均一に不純物導入を行うことができ、
デバイスの容量、高性能化に有効である。尚、p形シリ
コン基板61の代わりにn形シリコン基板とし、n形ソ
ース・ドレインの代わりにp形ソース・ドレインとして
pチャネルMOSトランジスタを形成した場合にも適用
できるのは勿論である。
As described above, according to the present embodiment, a facet-free single crystal layer can be formed only in the opening portion without considering the alignment accuracy of the mask for removing unnecessary polycrystalline grains. Since a single crystal silicon layer for reducing the resistance can be formed only on the source / drain by various processes, it is possible to prevent the reduction of the single crystal silicon layer 61 to be the source / drain region due to the silicide reaction. Therefore, the source / drain regions can be downsized, and the capacitance can be reduced. Further, since the facet-free single crystal silicon layer 68 can be formed, impurities can be uniformly introduced when forming the source / drain,
It is effective for improving the device capacity and performance. It is needless to say that the present invention can be applied to a case where an n-type silicon substrate is used instead of the p-type silicon substrate 61 and a p-channel MOS transistor is formed as p-type source / drain instead of n-type source / drain.

【0062】<実施例10>図16は、本発明に係る半
導体装置の製造方法の更に別の実施例を示す断面図であ
る。本実施例は、ダミーの開口部を用いて自己整合的に
単結晶層を形成することにより、エピチャネルMOSト
ランジスタを作製した場合である。尚、説明の便宜上、
実施例6の図12に示した構成部分と同一の構成部分に
ついては同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省
略する。すなわち、本実施例では、実施例6の図12に
示した開口部83に隣接して多結晶粒堆積開始距離Lよ
りも短い間隔でダミーの開口部93が設けられている点
が相違し、これに伴い図12(b)に対応する工程であ
る図16(b)の工程が相違する。
<Embodiment 10> FIG. 16 is a sectional view showing still another embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention. The present embodiment is a case where an epi channel MOS transistor is manufactured by forming a single crystal layer in a self-aligned manner using a dummy opening. For convenience of explanation,
The same components as those shown in FIG. 12 of the sixth embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. That is, the present embodiment is different in that dummy openings 93 are provided at intervals shorter than the polycrystalline grain deposition start distance L adjacent to the opening 83 shown in FIG. 12 of the sixth embodiment, Along with this, the step of FIG. 16B, which is a step corresponding to FIG. 12B, is different.

【0063】このように開口部83が多結晶粒堆積開始
距離Lよりも短い幅の素子分離絶縁膜82で囲まれた状
態となるようにダミーの開口部93を設け、エピタキシ
ャル成長条件を多結晶粒堆積開始距離Lが絶縁膜82の
幅よりも大きくなるようにして単結晶層84を形成する
ことにより、図16(b)に示すように、実施例6の場
合と異なり絶縁膜82上には多結晶粒85が生じない。
例えば、開口部83とダミーの開口部93の間隔を1.
0μmとし、エピタキシャル成長の原料ガスとしてSi
26を2SCCMエッチングガスを含まずに流し、成長
温度を750℃、成長圧力を5Paとすることにより、
図8に示したように、Lは約1.5μmとなることか
ら、絶縁膜82上には多結晶粒は堆積せず、開口部83
とダミーの開口部93だけに単結晶シリコン層84が成
長する。
Thus, the dummy opening 93 is provided so that the opening 83 is surrounded by the element isolation insulating film 82 having a width shorter than the polycrystalline grain deposition start distance L, and the epitaxial growth conditions are set to the polycrystalline grain. By forming the single crystal layer 84 so that the deposition start distance L is larger than the width of the insulating film 82, as shown in FIG. 16B, unlike the case of the sixth embodiment, the single crystal layer 84 is formed on the insulating film 82. The polycrystalline grains 85 do not occur.
For example, the distance between the opening 83 and the dummy opening 93 is 1.
0 μm, and Si as a raw material gas for epitaxial growth
By flowing 2 H 6 without using a 2SCCM etching gas, setting the growth temperature to 750 ° C. and the growth pressure to 5 Pa,
As shown in FIG. 8, since L is about 1.5 μm, polycrystalline particles are not deposited on the insulating film 82 and the opening 83 is formed.
The single crystal silicon layer 84 grows only in the dummy opening 93.

【0064】実施例6と異なり多結晶粒85が絶縁膜8
2上に堆積しないので、実施例6における図11(b)
のホトエッチング工程が不要となる。その代わりに、ダ
ミーの開口部96を覆うためにSiO2等の絶縁膜95
を例えばCVD法により堆積した後、ホトエッチング加
工によりダミーの開口部93だけを覆うように絶縁膜9
5を残してから、次の工程に移る。図16(c)の工程
は図12(c)に示した工程と同じであるので、説明を
省略する。
Unlike the sixth embodiment, the polycrystalline grains 85 are the insulating film 8.
2 (b) in the sixth embodiment because it is not deposited on FIG.
The photo-etching step is unnecessary. Instead, an insulating film 95 such as SiO 2 is formed to cover the dummy openings 96.
Is deposited by, for example, a CVD method, and then the insulating film 9 is formed by photoetching so as to cover only the dummy opening 93.
After leaving 5, move to the next step. Since the process of FIG. 16C is the same as the process shown in FIG. 12C, description thereof will be omitted.

【0065】このように、本実施例によれば、不要な多
結晶粒を除去するためのマスクの位置合わせ精度を考慮
せずに開口部のみにファセットの無い単結晶層を形成で
きるため、簡便なプロセスでMOSトランジスタの容量
を低減することができる。更に、チャネル層にエピタキ
シャル成長層を用いることにより、チャネル層の濃度の
制御を容易に行うことができるため、MOSトランジス
タの高性能化が可能となる。尚、本実施例で述べた各導
電形をそれぞれ逆の導電形にすれば、pチャネルのMO
Sトランジスタにも適用できることは勿論であり、エピ
タキシャル成長時に原料ガスとしてシリコン系とゲルマ
ン系のガスを供給すれば、単結晶シリコン・ゲルマニウ
ムのエピチャネルを形成できることは言うまでもない。
As described above, according to the present embodiment, a facet-free single crystal layer can be formed only in the opening without considering the alignment accuracy of the mask for removing unnecessary polycrystalline grains. The capacitance of the MOS transistor can be reduced by various processes. Furthermore, by using the epitaxial growth layer for the channel layer, the concentration of the channel layer can be easily controlled, and thus the performance of the MOS transistor can be improved. If the conductivity types described in the present embodiment are made to be opposite conductivity types, the p-channel MO
Needless to say, it can be applied to an S transistor, and if a silicon-based gas and a germane-based gas are supplied as a source gas during epitaxial growth, an epi channel of single crystal silicon / germanium can be formed.

【0066】以上、本発明の好適な実施例について説明
したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、本
発明の精神を逸脱しない範囲内において種々の設計変更
をなし得ることは勿論である。
The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various design changes can be made without departing from the spirit of the present invention. Is.

【0067】[0067]

【発明の効果】前述した実施例から明らかなように、本
発明によれば、選択性を出すためのエッチングガスを流
さずにエピタキシャル成長を行うため、製造装置の腐食
を防ぐことができ、安全に作業を行える。さらに、純度
の低いエッチングガスを流す選択エピタキシャル成長と
較べて、エピタキシャル層内に混入する汚染物が低減で
きる。また、自己整合的に絶縁膜の開口部だけに単結晶
層を形成できるため、寄生容量の少ない半導体装置を形
成することができる。更に、エッチングガスを流してエ
ピタキシャル成長を行ったときよりも選択性が小さくな
るため、単結晶と絶縁膜との境界でファセットを発生さ
せずに単結晶層を形成できるので、素子特性の劣化を防
ぐことができる。
As is apparent from the above-described embodiments, according to the present invention, epitaxial growth is carried out without flowing an etching gas for producing selectivity, so that corrosion of a manufacturing apparatus can be prevented and safety can be ensured. You can work. Further, as compared with the selective epitaxial growth in which an etching gas of low purity is passed, contaminants mixed in the epitaxial layer can be reduced. Further, since the single crystal layer can be formed only in the opening portion of the insulating film in a self-aligning manner, a semiconductor device having a small parasitic capacitance can be formed. Furthermore, since the selectivity is smaller than that when epitaxial growth is performed by flowing an etching gas, it is possible to form a single crystal layer without generating facets at the boundary between the single crystal and the insulating film, thus preventing deterioration of device characteristics. be able to.

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

【図1】本発明に係る半導体装置の製造方法の第1の実
施例を示す主要工程の要部断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a main process showing a first embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図2】本発明に係る半導体装置の製造方法の第2の実
施例を示す主要工程の要部断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of main parts of main steps showing a second embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図3】従来例による絶縁膜の開口部への単結晶層形成
方法を示す主要工程の要部断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part of a main step showing a method for forming a single crystal layer in an opening of an insulating film according to a conventional example.

【図4】別の従来例による絶縁膜の開口部への単結晶層
形成方法を示す主要工程の要部断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of a main step showing a method for forming a single crystal layer in an opening of an insulating film according to another conventional example.

【図5】図1に示した実施例のエピタキシャル成長後の
絶縁膜上の多結晶粒の堆積状況を模式的に示す斜視図で
ある。
5 is a perspective view schematically showing a deposition state of polycrystalline grains on an insulating film after the epitaxial growth of the embodiment shown in FIG.

【図6】図1に示した実施例のエピタキシャル成長中の
絶縁膜上でのシリコン分子もしくはゲルマン分子の動き
を模式的に示した斜視図である。
6 is a perspective view schematically showing the movement of silicon molecules or germane molecules on the insulating film during the epitaxial growth of the embodiment shown in FIG.

【図7】本発明に係る半導体装置の製造方法における絶
縁膜上での多結晶粒の非堆積領域の長さLの成長温度依
存性を示す特性線図である。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing the growth temperature dependence of the length L of the non-deposited region of polycrystalline grains on the insulating film in the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図8】本発明に係る半導体装置の製造方法における絶
縁膜上での多結晶粒の非堆積領域の長さLの成長圧力依
存性を示す特性線図である。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing the growth pressure dependency of the length L of the non-deposited region of polycrystalline particles on the insulating film in the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図9】本発明に係る半導体装置の製造方法の第3の実
施例を示す主要工程の要部断面図である。
FIG. 9 is a main-portion cross-sectional view of the main steps of the third embodiment of the method of manufacturing the semiconductor device according to the invention.

【図10】本発明に係る半導体装置の製造方法の第4の
実施例を示す主要工程の要部断面図である。
FIG. 10 is a main-portion cross-sectional view of the main step of the fourth embodiment of the method of manufacturing the semiconductor device according to the invention.

【図11】本発明に係る半導体装置の製造方法の第5の
実施例を示す主要工程の要部断面図である。
FIG. 11 is a main-portion cross-sectional view of the main step of the fifth embodiment of the method of manufacturing the semiconductor device according to the invention.

【図12】本発明に係る半導体装置の製造方法の第6の
実施例を示す主要工程の要部断面図である。
FIG. 12 is a main-portion cross-sectional view of the main step of the sixth embodiment of the method of manufacturing the semiconductor device according to the invention.

【図13】本発明に係る半導体装置の製造方法の第7の
実施例を示す主要工程の要部断面図である。
FIG. 13 is a main-portion cross-sectional view of the main steps of the seventh embodiment of the method of manufacturing the semiconductor device according to the invention.

【図14】本発明に係る半導体装置の製造方法の第8の
実施例を示す主要工程の要部断面図である。
FIG. 14 is a main-portion cross-sectional view of the main steps of the eighth embodiment of the method of manufacturing the semiconductor device according to the invention.

【図15】本発明に係る半導体装置の製造方法の第9の
実施例を示す主要工程の要部断面図である。
FIG. 15 is a main-portion cross-sectional view of the main steps of the ninth embodiment of the method of manufacturing the semiconductor device according to the invention.

【図16】本発明に係る半導体装置の製造方法の第10
の実施例を示す主要工程の要部断面図である。
FIG. 16 is a tenth method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part of a main process showing the embodiment of.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…シリコン基板、 2,47,48…絶縁膜、 3,27,43,63,83…絶縁膜の開口部、 4,68…エピタキシャル成長層(単結晶層)、 5,30,45,69,85…多結晶粒、 6…多結晶粒の非堆積領域(多結晶粒堆積開始距離)、 7,31,46,70,86…レジスト、 8…ダミーの絶縁膜の開口部、 9,35,53,76,95…絶縁膜、…絶縁膜、 10…多結晶層、 11…ファセット、 12…シリコン分子(原子)、 21,41,61,81…p形シリコン基板、 22…n形埋込層、 23…n形低濃度コレクタ層、 24…コレクタ・ベース分離絶縁膜、 25…ベース引き出し多結晶層、 26…第1のエミッタ・ベース分離絶縁膜、 28…n形エピタキシャルベース層、 29…つなぎベース、 32…第2のエミッタ・ベース分離絶縁膜、 33…n形エミッタ多結晶シリコン、 34,51,75,93…ダミーの絶縁膜の開口部、 36…側壁絶縁膜、 42,62,82…素子分離絶縁膜、 44,49…n形単結晶領域、 50…p形単結晶領域、 52,94…単結晶層、 64,87…ゲート酸化膜、 65,88…ゲート多結晶シリコン、 66,89…ゲートキャップ層、 67,90…ゲート側壁絶縁膜、 71,91…n形ソース領域、 72,92…n形ドレイン領域、 73…金属層、 74…金属シリサイド層、 84…エピタキシャルチャネル層。 1 ... Silicon substrate, 2, 47, 48 ... Insulating film, 3, 27, 43, 63, 83 ... Opening of insulating film, 4, 68 ... Epitaxial growth layer (single crystal layer), 5, 30, 45, 69, 85 ... Polycrystalline grain, 6 ... Non-deposited region of polycrystalline grain (polycrystalline grain deposition start distance), 7, 31, 46, 70, 86 ... Resist, 8 ... Dummy insulating film opening, 9, 35, 53, 76, 95 ... Insulating film, ... Insulating film, 10 ... Polycrystalline layer, 11 ... Facet, 12 ... Silicon molecule (atom), 21, 41, 61, 81 ... P-type silicon substrate, 22 ... N-type buried Layers, 23 ... N-type low-concentration collector layer, 24 ... Collector / base isolation insulating film, 25 ... Base extraction polycrystalline layer, 26 ... First emitter / base isolation insulating film, 28 ... N-type epitaxial base layer, 29 ... Tethered base, 32 ... second d Isolation insulating film 33, n-type emitter polycrystalline silicon, 34, 51, 75, 93 ... Opening of dummy insulating film, 36 sidewall insulating film, 42, 62, 82 element isolation insulating film, 44, 49 ... N-type single crystal region, 50 ... P-type single crystal region, 52, 94 ... Single crystal layer, 64, 87 ... Gate oxide film, 65, 88 ... Gate polycrystalline silicon, 66, 89 ... Gate cap layer , 67, 90 ... Gate sidewall insulating film, 71, 91 ... N-type source region, 72, 92 ... N-type drain region, 73 ... Metal layer, 74 ... Metal silicide layer, 84 ... Epitaxial channel layer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // H01L 21/3065 (72)発明者 大植 栄司 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 鷲尾 勝由 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location // H01L 21/3065 (72) Inventor Eiji Oue 1-280, Higashi Koikeku, Kokubunji, Tokyo Hitachi, Ltd. (72) Inventor Katsuyoshi Washio 1-280, Higashi Koigokubo, Kokubunji, Tokyo

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】単結晶基板上に絶縁膜を形成する工程と、 絶縁膜に開口部を形成する工程と、 エッチングガスを含まない原料ガスを供給して開口部に
単結晶層をエピタキシャル成長により形成する工程と、 開口部の単結晶層及び開口部周辺の多結晶粒堆積開始距
離内の絶縁膜を覆うようにマスク合わせを用いてレジス
トを形成する工程と、 前記レジストをマスクにエピタキシャル成長時に絶縁膜
上に形成された多結晶粒をエッチング除去する工程と、 を少なくとも有することを特徴とする半導体装置の製造
方法。
1. A step of forming an insulating film on a single crystal substrate, a step of forming an opening in the insulating film, and a source gas containing no etching gas being supplied to form a single crystal layer in the opening by epitaxial growth. And a step of forming a resist using a mask alignment so as to cover the single crystal layer of the opening and the insulating film within the polycrystalline grain deposition start distance around the opening, and the insulating film during the epitaxial growth using the resist as a mask. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising at least a step of etching away the polycrystalline grains formed above.
【請求項2】単結晶基板上に絶縁膜を形成する工程と、 絶縁膜に開口部および該開口部周辺の多結晶粒堆積開始
距離を越えない位置にダミーの開口部を形成する工程
と、 エッチングガスを含まない原料ガスを供給して開口部及
びダミーの開口部に単結晶層をエピタキシャル成長によ
り形成する工程と、 を少なくとも有することを特徴とする半導体装置の製造
方法。
2. A step of forming an insulating film on a single crystal substrate; a step of forming an opening in the insulating film and a dummy opening at a position not exceeding a polycrystalline grain deposition start distance around the opening. And a step of supplying a source gas containing no etching gas to form a single crystal layer in the opening and the dummy opening by epitaxial growth.
【請求項3】エピタキシャル成長後に、前記ダミーの開
口部を絶縁膜で覆う工程を更に有する請求項2記載の半
導体装置の製造方法。
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, further comprising a step of covering the dummy opening with an insulating film after the epitaxial growth.
【請求項4】前記単結晶基板がシリコン基板であり、か
つ、前記原料ガスがシリコン系、シリコン系とゲルマン
系、ゲルマン系のいずれか1つである請求項1〜3のい
ずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
4. The single crystal substrate is a silicon substrate, and the source gas is any one of a silicon type, a silicon type and a germane type, and a germane type. A method for manufacturing a semiconductor device as described above.
【請求項5】前記エピタキシャル成長工程のエピタキシ
ャル成長温度が500〜850℃の範囲である請求項1
〜4のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
5. The epitaxial growth temperature in the epitaxial growth step is in the range of 500 to 850 ° C.
5. The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of items 4 to 4.
【請求項6】前記エピタキシャル成長工程のエピタキシ
ャル成長圧力が100Paを越えない圧力である請求項
1〜5のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the epitaxial growth pressure in the epitaxial growth step is a pressure not exceeding 100 Pa.
【請求項7】前記多結晶粒堆積開始距離が少なくとも
0.2μmである請求項1又は請求項2記載の半導体装
置の製造方法。
7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the polycrystalline grain deposition start distance is at least 0.2 μm.
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