JPH1041399A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH1041399A
JPH1041399A JP8188986A JP18898696A JPH1041399A JP H1041399 A JPH1041399 A JP H1041399A JP 8188986 A JP8188986 A JP 8188986A JP 18898696 A JP18898696 A JP 18898696A JP H1041399 A JPH1041399 A JP H1041399A
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JP
Japan
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layer
diffusion layer
transistor
silicon
base
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Application number
JP8188986A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoichi Ejiri
洋一 江尻
Takayuki Gomi
孝行 五味
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Publication of JPH1041399A publication Critical patent/JPH1041399A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to form a shallow junction. SOLUTION: When a first diffusion layer 18 and a second diffusion layer 16 are formed in the same substrate 11, impurities are so doped that the first diffusion layer 18 and the second diffusion layer 16 may be different in either the impurity density or the junction depth. The doping of impurities for forming the first diffusion layer 18 is conducted by vapor-phase doping.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、バイポーラトラン
ジスタが属する半導体装置の製造方法に関するものであ
る。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device to which a bipolar transistor belongs.

【0002】[0002]

【従来の技術】バイポーラトランジスタの最高遮断周波
数(fTmax )の向上のために、シリコンゲルマニウム
(Si1-X GeX )層をベース層に採用したシリコン系
ヘテロ接合バイポーラトランジスタが提案されている。
このようなバイポーラトランジスタではfTmax ≧10
0GHzのものが報告されている。ここで、エピタキシ
ャル法によって形成されるシリコンゲルマニウム層をベ
ース層に用いるバイポーラトランジスタの製造方法を図
8によって以下に簡単に説明する。
2. Description of the Related Art In order to improve the maximum cutoff frequency (fTmax) of a bipolar transistor, there has been proposed a silicon-based heterojunction bipolar transistor employing a silicon germanium (Si 1-x Ge x ) layer as a base layer.
In such a bipolar transistor, fTmax ≧ 10
One at 0 GHz has been reported. Here, a method of manufacturing a bipolar transistor using a silicon germanium layer formed by an epitaxial method as a base layer will be briefly described below with reference to FIG.

【0003】図8の(1)に示すようなn型のシリコン
基板101を用いる。そして図8の(2)に示すよう
に、エピタキシャル技術によって、上記シリコン基板1
01上にシリコンゲルマニウムヘテロ接合を含むベース
層102を形成する。このシリコンゲルマニウムのベー
ス層102を形成するときに、ベース層102の不純物
(例えばNPNトランジスタではホウ素のようなP型不
純物)ドーピングしながら形成する。その後、図8の
(3)の示すように、上記ベース層102上にエミッタ
層103を形成する。上記説明したようにして、シリコ
ンゲルマニウムヘテロ接合バイポーラトランジスタを形
成している。一方、ベース層102への不純物のドーピ
ング方法としては、前述の方法の他に、イオン注入技術
も一般的に採用されている。
An n-type silicon substrate 101 as shown in FIG. 8A is used. Then, as shown in FIG. 8B, the silicon substrate 1 is formed by an epitaxial technique.
A base layer 102 including a silicon-germanium heterojunction is formed on the substrate 01. When the silicon germanium base layer 102 is formed, the base layer 102 is formed while doping impurities (for example, a P-type impurity such as boron in an NPN transistor). Thereafter, as shown in FIG. 8C, an emitter layer 103 is formed on the base layer 102. As described above, a silicon germanium heterojunction bipolar transistor is formed. On the other hand, as a method of doping impurities into the base layer 102, an ion implantation technique is generally adopted in addition to the above-described method.

【0004】上記ベースプロファイルを図9によって説
明する。この図9では、縦軸は不純物濃度を示し、横軸
は深さを示す。図9に示すように、ベースの不純物(ホ
ウ素)プロファイルはシリコンゲルマニウムヘテロ接合
を含むベース層の全域にわたって分布している。またエ
ミッタの不純物(リン)プロファイルはシリコンゲルマ
ニウムヘテロ接合の上層にも及んで分布している。な
お、ゲルマニウムの分布は、ベース層とともにこのベー
ス層の界面近傍の基板にまで及んでいる。
The above base profile will be described with reference to FIG. In FIG. 9, the vertical axis indicates the impurity concentration, and the horizontal axis indicates the depth. As shown in FIG. 9, the impurity (boron) profile of the base is distributed throughout the base layer including the silicon germanium heterojunction. The impurity (phosphorus) profile of the emitter is also distributed over the upper layer of the silicon germanium heterojunction. The distribution of germanium extends to the substrate near the interface of the base layer together with the base layer.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エピタ
キシャル技術では、一度のベース形成プロセスにおい
て、1種類のベースプロファイルした形成できない。ま
たfTmax を向上させるためには、素子の耐圧、VA等
をある程度犠牲にしなければならないのが現状である。
したがって、単体のトランジスタでは実用化されていて
も、集積回路を構成する場合には、回路設計上において
必ずしも好ましくはない。
However, with the epitaxial technique, it is not possible to form one type of base profile in a single base formation process. At present, it is necessary to sacrifice the withstand voltage, VA and the like of the element to some extent in order to improve fTmax.
Therefore, even if a single transistor is put into practical use, it is not always preferable in terms of circuit design when configuring an integrated circuit.

【0006】要するに、耐圧を必要とはしないが高いf
Tが必要な部分には高fTトランジスタを用い、高fT
は必要とはしないが耐圧が必要な部分には高耐圧トラン
ジスタを用いるほうが、設計における自由度、マージン
を確保できることになる。それには、高fT用トランジ
スタおよび高耐圧用トランジスタとなるように、各トラ
ンジスタのベース層の濃度および接合深さを決定しなけ
ればならない。なお、イオン注入法では、打ち込まれた
不純物がチャネリングを起こすため、浅い接合の形成に
は限界がある。そのため、fTmax の向上に関しては、
エピタキシャル技術によるベース層の形成のほうが有利
な技術とされている。
[0006] In short, a high withstand voltage is not required but a high f
A high fT transistor is used for the portion where T
Although it is not necessary to use a high-breakdown-voltage transistor in a portion where a withstand voltage is required, a degree of freedom and a margin in design can be secured. To do so, the concentration of the base layer and the junction depth of each transistor must be determined so as to be a high fT transistor and a high breakdown voltage transistor. In the ion implantation method, the implanted impurity causes channeling, so that there is a limit in forming a shallow junction. Therefore, regarding the improvement of fTmax,
The formation of the base layer by the epitaxial technique is considered to be an advantageous technique.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされた半導体装置の製造方法である。す
なわち、同一基板内に第1拡散層と第2拡散層とを形成
する際に、第1,第2拡散層の各不純物濃度および各接
合深さの少なくとも一つが異なる状態に不純物を導入す
ることによって、第1,第2拡散層を形成する半導体装
置の製造方法において、第1拡散層を形成するための不
純物導入は気相からの拡散によって行われることによっ
て、課題の解決を図る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a method for manufacturing a semiconductor device which has been made to solve the above-mentioned problems. That is, when the first diffusion layer and the second diffusion layer are formed in the same substrate, the impurities are introduced so that at least one of the impurity concentration and the junction depth of the first and second diffusion layers is different. Accordingly, in the method for manufacturing a semiconductor device in which the first and second diffusion layers are formed, the introduction of impurities for forming the first diffusion layer is performed by diffusion from a gas phase, thereby solving the problem.

【0008】上記製造方法では、第1拡散層を形成する
ための不純物導入は気相からの拡散によって行われるこ
とから、従来のイオン注入法による不純物導入方法と比
較して、浅い接合を形成することが可能になる。
In the above manufacturing method, since the impurity introduction for forming the first diffusion layer is performed by diffusion from the gas phase, a shallower junction is formed as compared with the conventional ion implantation method. It becomes possible.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明の第1実施形態の一例を、
図1の製造工程図によって説明する。図1では、図面の
左側の(a)に信号処理あるいはロジック形成用の高f
Tが要求されるトランジスタのベース層となる第1拡散
層を形成し、図面の右側の(b)に例えば電源供給用の
高耐圧が要求されるトランジスタのベース層となる第2
拡散層を形成するものとする。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An example of the first embodiment of the present invention will be described below.
This will be described with reference to the manufacturing process diagram of FIG. In FIG. 1, (a) on the left side of the drawing shows a high f for signal processing or logic formation.
A first diffusion layer serving as a base layer of a transistor requiring T is formed, and a second diffusion layer serving as a base layer of a transistor requiring a high withstand voltage for power supply is formed in (b) on the right side of the drawing.
A diffusion layer is to be formed.

【0010】図1の(1)に示すように、基板(例えば
シリコン基板)11の表面を十分に洗浄する。その後、
図1の(2)に示すように、分子線エピタキシー(以下
MBEという)、ガスソースMBE、超高真空化学的気
相成長(以下UHV−CVDという)法、減圧化学的気
相成長(以下LP−CVDという)法のような成膜技術
によって、上記基板11上にゲルマニウムを含むシリコ
ン半導体層12としてシリコンゲルマニウム/シリコン
ヘテロ層を形成する。上記シリコンゲルマニウム層中の
ゲルマニウムの濃度は3%〜30%とし、このシリコン
ゲルマニウム層の膜厚は10nm〜500nmの範囲と
した。またシリコン層の膜厚は0.1nm〜200nm
の範囲とした。
As shown in FIG. 1A, the surface of a substrate (eg, a silicon substrate) 11 is sufficiently cleaned. afterwards,
As shown in FIG. 1 (2), molecular beam epitaxy (hereinafter, referred to as MBE), gas source MBE, ultra-high vacuum chemical vapor deposition (hereinafter, UHV-CVD) method, reduced pressure chemical vapor deposition (hereinafter, LP) A silicon germanium / silicon hetero layer is formed as the silicon semiconductor layer 12 containing germanium on the substrate 11 by a film forming technique such as a method such as CVD. The concentration of germanium in the silicon germanium layer was 3% to 30%, and the thickness of the silicon germanium layer was in the range of 10 nm to 500 nm. The thickness of the silicon layer is 0.1 nm to 200 nm.
Range.

【0011】続いて図1の(3)に示すように、第1拡
散層の形成予定領域13を覆いかつ第2拡散層の形成予
定領域14上を開口した第1マスク層15を形成する。
この第1マスク層15は、例えばリソグラフィー技術に
よってレジストで形成する。そしてこの第1マスク層1
5をイオン注入マスクとして用いたイオン注入法によっ
て、第2拡散層の形成予定領域14のゲルマニウムを含
むシリコン半導体層12に不純物をドーピングする。一
方、上記第1マスク層15で覆われた第1拡散層の形成
予定領域13には不純物はドーピングされない。
Subsequently, as shown in FIG. 1C, a first mask layer 15 is formed which covers the region 13 where the first diffusion layer is to be formed and has an opening on the region 14 where the second diffusion layer is to be formed.
The first mask layer 15 is formed of a resist by, for example, a lithography technique. And the first mask layer 1
The silicon semiconductor layer 12 containing germanium in the region 14 where the second diffusion layer is to be formed is doped with an impurity by an ion implantation method using 5 as an ion implantation mask. On the other hand, the region 13 where the first diffusion layer is to be formed and which is covered with the first mask layer 15 is not doped with an impurity.

【0012】上記イオン注入条件としては、不純物にホ
ウ素イオン(B+ )を用いた場合には、加速エネルギー
を10keV〜200keV、ドーズ量を5.0×10
11個/cm2 〜2.0×1014個/cm2 程度に設定し
た。また不純物に二フッ化ホウ素イオン(BF2 + )を
用いた場合には、加速エネルギーを5keV〜200k
eV、ドーズ量を5.0×1011個/cm2 〜2.0×
1014個/cm2 程度に設定した。その結果、基板11
との界面近傍のゲルマニウムを含むシリコン半導体層1
2に第2拡散層16が形成される。なお、ここでは第1
マスク層15をレジストで形成したが、例えば酸化シリ
コン膜、窒化シリコン膜等の絶縁膜等で形成することも
可能である。
As for the ion implantation conditions, when boron ions (B + ) are used as impurities, the acceleration energy is 10 keV to 200 keV, and the dose is 5.0 × 10 5
It was set to 11 pieces / cm 2 ~2.0 × 10 about 14 / cm 2. When boron difluoride ion (BF 2 + ) is used as the impurity, the acceleration energy is 5 keV to 200 kV.
eV, dose amount: 5.0 × 10 11 / cm 2 to 2.0 ×
It was set to about 10 14 / cm 2 . As a result, the substrate 11
-Containing silicon semiconductor layer 1 near the interface with silicon
2, a second diffusion layer 16 is formed. Here, the first
Although the mask layer 15 is formed of a resist, it may be formed of, for example, an insulating film such as a silicon oxide film or a silicon nitride film.

【0013】次に上記第1マスク層15を除去する。そ
の後、図1の(4)に示すように、第2拡散層の形成予
定領域14を覆いかつ第1拡散層の形成予定領域13上
を開口した第2マスク層17を形成する。この第2マス
ク層17は、例えば酸化シリコンで形成する。そしてこ
の第2マスク層15を用いた気相ドーピング(Rapid Va
por-Phase Direct Doping )によって、第1拡散層の形
成予定領域13のゲルマニウムを含むシリコン半導体層
12に不純物をドーピングする。一方、上記第2マスク
層17で覆われた第2拡散層の形成予定領域14には不
純物はドーピングされない。
Next, the first mask layer 15 is removed. Thereafter, as shown in FIG. 1D, a second mask layer 17 is formed which covers the region 14 where the second diffusion layer is to be formed and has an opening on the region 13 where the first diffusion layer is to be formed. The second mask layer 17 is formed of, for example, silicon oxide. Then, gas phase doping (Rapid Vapor) using the second mask layer 15 is performed.
The silicon semiconductor layer 12 containing germanium in the region 13 where the first diffusion layer is to be formed is doped with impurities by por-Phase Direct Doping). On the other hand, the region 14 where the second diffusion layer is to be formed, which is covered with the second mask layer 17, is not doped with impurities.

【0014】上記気相ドーピングの条件としては、例え
ば、750℃〜1200℃の温度雰囲気とし、水素(H
2 )の流量を50cm3 /分、ジボラン(B2 6 )の
流量を5cm3 /分〜200cm3 /分程度に設定し、
ドーピング時間を0.5分〜60分に設定した。その結
果、ゲルマニウムを含むシリコン半導体層12の上層に
第1拡散層18が形成される。なお、ここでは第2マス
ク層17を酸化シリコンで形成したが、例えば窒化シリ
コン膜のような絶縁膜で形成することも可能である。
The conditions of the above-mentioned vapor-phase doping include, for example, an atmosphere at a temperature of 750 ° C. to 1200 ° C., and hydrogen (H
50 cm 3 / min flow rate of 2), set the flow rate of diborane (B 2 H 6) in 5 cm 3 / min ~200cm 3 / min extent,
The doping time was set between 0.5 minutes and 60 minutes. As a result, the first diffusion layer 18 is formed on the silicon semiconductor layer 12 containing germanium. Here, the second mask layer 17 is formed of silicon oxide, but may be formed of an insulating film such as a silicon nitride film.

【0015】そして上記マスク層17を除去する。その
後、図1の(5)に示すように、ゲルマニウムを含むシ
リコン半導体層12上に半導体層19を形成する。
Then, the mask layer 17 is removed. Thereafter, as shown in FIG. 1 (5), a semiconductor layer 19 is formed on the silicon semiconductor layer 12 containing germanium.

【0016】上記製造方法では、第1拡散層18を気相
ドーピングによって形成し、第2拡散層16をイオン注
入法によって形成することから、第1拡散層18と第2
拡散層16とは異なる濃度、深さに形成される。また気
相ドーピングではチャネリングを起こすことがないた
め、浅い接合の形成に有利である。そのため、第1拡散
層18を高fT用トランジスタのベース層とし、第2拡
散層16を高耐圧用トランジスタのベース層とすること
が可能になる。さらに上記各ベース層を形成する前に、
上記基板11にコレクタとなる領域を形成しておき、上
記半導体層19を各エミッタ層とすることで、第1拡散
層18をベースとした高fTを要求されるヘテロ接合バ
イポーラトランジスタを形成することが可能になり、第
2拡散層16をベースとした高耐圧を要求されるヘテロ
接合バイポーラトランジスタを形成することが可能にな
る。
In the above manufacturing method, the first diffusion layer 18 is formed by gas-phase doping, and the second diffusion layer 16 is formed by ion implantation.
The diffusion layer 16 is formed at a concentration and depth different from those of the diffusion layer 16. In addition, since gas-phase doping does not cause channeling, it is advantageous for forming a shallow junction. Therefore, the first diffusion layer 18 can be used as a base layer of a high fT transistor, and the second diffusion layer 16 can be used as a base layer of a high breakdown voltage transistor. Before forming each of the above base layers,
By forming a region serving as a collector on the substrate 11 and using the semiconductor layer 19 as each emitter layer, a heterojunction bipolar transistor based on the first diffusion layer 18 and requiring a high fT is formed. This makes it possible to form a heterojunction bipolar transistor based on the second diffusion layer 16 and requiring a high breakdown voltage.

【0017】上記第1実施形態のの不純物プロファイル
を、図2によって説明する。図2では、(a)に第1拡
散層18の不純物プロファイルを示し、(b)に第2拡
散層16の不純物プロファイルを示す。また各縦軸は不
純物濃度を示し、各横軸は深さを示す。
The impurity profile of the first embodiment will be described with reference to FIG. 2A shows an impurity profile of the first diffusion layer 18 and FIG. 2B shows an impurity profile of the second diffusion layer 16. Each vertical axis indicates an impurity concentration, and each horizontal axis indicates a depth.

【0018】図2に示すように、(a)の第1拡散層1
8の不純物プロファイルでは、ホウ素(B)のプロファ
イルが浅い接合に形成されている。そのため、第1拡散
層18をベース層に用いたバイポーラトランジスタでは
高速動作が可能になる。一方、(b)の第2拡散層16
の不純物プロファイルでは、ホウ素(B)のプロファイ
ルが深い接合に形成されている。そのため、第2拡散層
16をベース層に用いたバイポーラトランジスタでは高
耐圧が確保できる。なお、各半導体層19の不純物(リ
ン)プロファイルは半導体層19から第1,第2拡散層
18,16の各表層にかけて分布し、各ゲルマニウムの
プロファイルは第1,第2拡散層18,16からシリコ
ン基板11の表層にかけて分布している。
As shown in FIG. 2, the first diffusion layer 1 shown in FIG.
In the impurity profile of No. 8, the profile of boron (B) is formed in a shallow junction. Therefore, a bipolar transistor using the first diffusion layer 18 as a base layer can operate at high speed. On the other hand, the second diffusion layer 16 shown in FIG.
In the impurity profile of (1), the profile of boron (B) is formed at a deep junction. Therefore, a high withstand voltage can be ensured in the bipolar transistor using the second diffusion layer 16 as the base layer. The impurity (phosphorus) profile of each semiconductor layer 19 is distributed from the semiconductor layer 19 to each surface layer of the first and second diffusion layers 18 and 16, and the profile of each germanium is distributed from the first and second diffusion layers 18 and 16. It is distributed over the surface layer of the silicon substrate 11.

【0019】次に本発明の第2実施形態の一例を、図3
〜図6の製造工程図によって説明する。図3〜図6で
は、図面の左側に信号処理あるいはロジック形成用の高
fT用トランジスタを形成し、図面の右側に例えば電源
供給用の高fTではないが素子耐圧が要求される高耐圧
用トランジスタを形成するものとする。
Next, an example of the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIGS. 3 to 6, a high fT transistor for signal processing or logic formation is formed on the left side of the drawing, and a high withstand voltage transistor which is not a high fT for power supply but requires element withstand voltage is shown on the right side of the drawing. Is formed.

【0020】図3の(1)に示すように、熱酸化法によ
って、P型<100>シリコン基板(以下シリコン基板
という)31に酸化シリコン膜32を例えば300nm
の厚さに形成する。そしてリソグラフィー技術によりN
+ 型埋め込み層を形成する領域上に開口を設けたレジス
トマスク(図示省略)を形成した後、そのレジストマス
クを用いたエッチングによって、各トランジスタの形成
領域上の酸化シリコン膜32に窓33を開口する。その
後、酸化アンチモン(Sb2 3 )を固体拡散源とした
アンチモン(Sb)の気相拡散(拡散温度を1200℃
程度に設定する)を行って、各トランジスタの形成領域
におけるシリコン基板31中にN+ 型の埋め込み層34
を形成する。このN+ 型埋め込み層34は、シート抵抗
ρs を例えば10Ω/□〜50Ω/□に設定し、拡散深
さxj を例えば1μm〜2μm程度に設定して、形成さ
れている。
As shown in FIG. 3A, a silicon oxide film 32 having a thickness of, for example, 300 nm is formed on a P-type <100> silicon substrate (hereinafter referred to as a silicon substrate) 31 by a thermal oxidation method.
Formed to a thickness of And N by lithography technology
After forming a resist mask (not shown) having an opening on a region where a + -type buried layer is to be formed, an opening is formed in the silicon oxide film 32 on the region where each transistor is formed by etching using the resist mask. I do. Thereafter, gas phase diffusion of antimony (Sb) using antimony oxide (Sb 2 O 3 ) as a solid diffusion source (diffusion temperature is 1200 ° C.)
Is performed), and an N + -type buried layer 34 is formed in the silicon substrate 31 in a region where each transistor is formed.
To form The N + type buried layer 34 is formed by setting the sheet resistance ρs to, for example, 10Ω / □ to 50Ω / □, and setting the diffusion depth xj to, for example, about 1 μm to 2 μm.

【0021】その後、上記酸化シリコン膜12をエッチ
ングによって除去する。そして図3の(2)に示すよう
に、エピタキシャル成長法によって、上記シリコン基板
31上の全面にN型エピタキシャル層35を例えば抵抗
率を0.3Ωcm〜5.0Ωcm、厚さを0.5μm〜
2.5μm程度に形成する。
Thereafter, the silicon oxide film 12 is removed by etching. Then, as shown in FIG. 3B, an N-type epitaxial layer 35 is formed on the entire surface of the silicon substrate 31 by, for example, a resistivity of 0.3 Ωcm to 5.0 Ωcm and a thickness of 0.5 μm to
It is formed to about 2.5 μm.

【0022】次いで図3の(3)に示すように、局所酸
化法〔例えば、LOCOS(LocalOxidation of Silico
n)法〕のバッファー層となる酸化シリコン膜36を例
えば20nm〜50nmの厚さに形成する。さらに化学
的気相成長(以下CVDという)法によって、LOCO
S法のマスクとなる窒化シリコン膜37を例えば50n
m〜100nmの厚さに形成する。上記酸化シリコン膜
36および窒化シリコン膜37の各膜厚は、LOCOS
酸化で発生するバーズビークの長さ、LOCOS法に伴
う応力や欠陥発生の制御性で決定される。
Next, as shown in FIG. 3C, a local oxidation method [for example, LOCOS (Local Oxidation of Silico)
n) method, a silicon oxide film 36 to be a buffer layer is formed to a thickness of, for example, 20 nm to 50 nm. Further, by chemical vapor deposition (hereinafter referred to as CVD), LOCO
The silicon nitride film 37 serving as a mask for the S method is
It is formed to a thickness of m to 100 nm. The thickness of each of the silicon oxide film 36 and the silicon nitride film 37 is LOCOS
It is determined by the length of the bird's beak generated by oxidation, the stress associated with the LOCOS method, and the controllability of defect generation.

【0023】続いてリソグラフィー技術によって、LO
COS法によるフィールド酸化膜を形成する領域に窓3
8を開口したレジストマスク(図示省略)を形成する。
したがって、上記レジストマスクは高fT用トランジス
タの形成領域上と高耐圧用トランジスタの形成領域上に
形成されることになる。このレジストマスクを用いて上
記窒化シリコン膜37、酸化シリコン膜36およびN型
エピタキシャル層35をエッチングする。上記N型エピ
タキシャル層35のエッチング量は、LOCOS法によ
りフィールド酸化膜を形成した後に表面が平坦になるよ
うに、フィールド酸化膜厚のおよそ1/2とするのが好
ましい。
Subsequently, the LO
Window 3 in the area where the field oxide film is formed by the COS method
A resist mask (not shown) having openings 8 is formed.
Therefore, the resist mask is formed on the formation region of the high fT transistor and the formation region of the high breakdown voltage transistor. Using the resist mask, the silicon nitride film 37, the silicon oxide film 36 and the N-type epitaxial layer 35 are etched. The amount of etching of the N-type epitaxial layer 35 is preferably set to about 1/2 of the field oxide film thickness so that the surface becomes flat after forming the field oxide film by the LOCOS method.

【0024】その後、上記レジストマスクを除去する。
そして図3の(4)に示すように、LOCOS法を10
00℃〜1100℃の酸化によって、N型エピタキシャ
ル層35にフィールド酸化膜39を形成する。このフィ
ールド酸化膜39の膜厚は、例えば0.5μm〜1.5
μmの範囲で上記N型エピタキシャル層35をエッチン
グした深さのおよそ2倍となる厚さにする。次いで上記
窒化シリコン膜38〔図1の(3)参照〕を熱リン酸を
用いたウエットエッチングによって除去する。
Thereafter, the resist mask is removed.
Then, as shown in FIG.
A field oxide film 39 is formed on the N-type epitaxial layer 35 by oxidation at 00 ° C. to 1100 ° C. The thickness of the field oxide film 39 is, for example, 0.5 μm to 1.5 μm.
The thickness is set to be approximately twice as large as the etching depth of the N-type epitaxial layer 35 in the range of μm. Next, the silicon nitride film 38 (see FIG. 1C) is removed by wet etching using hot phosphoric acid.

【0025】次いでリソグラフィー技術によって、各ト
ランジスタのコレクタ取り出し領域を形成する領域上に
窓41を開口したレジストマスク40を形成する。この
レジストマスク40を用いて、各トランジスタのN+
埋め込み層34に接続するコレクタ取り出し領域(N+
型プラグ)43を形成するためにリンイオン(P+ )を
イオン注入する。このイオン注入条件としては、例え
ば、加速エネルギーを40keV〜100keV、ドー
ズ量を1×1015個/cm2 〜1×1016個/cm2
設定する。
Next, a resist mask 40 having an opening 41 is formed on a region for forming a collector extraction region of each transistor by a lithography technique. Using this resist mask 40, a collector extraction region (N +) connected to the N + -type buried layer 34 of each transistor.
In order to form the mold plug 43, phosphorus ions (P + ) are implanted. As the ion implantation conditions, for example, the acceleration energy is set to 40 keV to 100 keV, and the dose is set to 1 × 10 15 / cm 2 to 1 × 10 16 / cm 2 .

【0026】その後、上記レジストマスク40を除去す
る。続いてLOCOS法によって発生したバーズヘッド
の平坦化するために、CVD法によって、酸化シリコン
膜(図示省略)を形成し、さらにレジストを塗布してレ
ジスト膜(図示省略)を形成する。そして一般的な反応
性イオンエッチング(以下RIEという)によりエッチ
バックして、N型エピタキシャル層35とフィールド酸
化膜39とからなる表面を平坦化する。
Thereafter, the resist mask 40 is removed. Subsequently, in order to flatten the bird's head generated by the LOCOS method, a silicon oxide film (not shown) is formed by a CVD method, and a resist is applied to form a resist film (not shown). Then, the surface composed of the N-type epitaxial layer 35 and the field oxide film 39 is planarized by etching back by general reactive ion etching (hereinafter referred to as RIE).

【0027】その後、図4の(1)に示すように、リソ
グラフィー技術によって、素子分離領域を形成する領域
上に窓45を開口したレジストマスク44を形成する。
このレジストマスク44を用いて各トランジスタ領域を
分離するP+ 型素子分離領域46を形成するためにホウ
素イオン(B+ )をイオン注入する。このイオン注入条
件としては、例えば、加速エネルギーを200keV〜
500keV、ドーズ量を1×1013個/cm2 〜1×
1014個/cm2 に設定する。通常、ホウ素系の不純物
をイオン注入する前には、900℃程度の温度による酸
化法によって、エピタキシャル層35の表面に10nm
〜30nm程度の厚さの酸化シリコン膜(図示省略)を
形成しておくことが好ましい。
Thereafter, as shown in FIG. 4A, a resist mask 44 having an opening 45 is formed on a region for forming an element isolation region by lithography.
Using the resist mask 44, boron ions (B + ) are implanted to form a P + -type element isolation region 46 for isolating each transistor region. The ion implantation conditions include, for example, an acceleration energy of 200 keV
500 keV, dose amount is 1 × 10 13 / cm 2 to 1 ×
Set to 10 14 pieces / cm 2 . Usually, before the boron-based impurity is ion-implanted, the surface of the epitaxial layer 35 is oxidized at a temperature of about 900 ° C. by 10 nm.
It is preferable to form a silicon oxide film (not shown) having a thickness of about 30 nm.

【0028】その後、上記レジストマスク44を除去す
る。次いで図4の(2)に示すように、N型エピタキシ
ャル層35の表面に形成されている酸化膜(図示省略)
を除去した後、上記N型エピタキシャル層35の表面を
洗浄して清浄にする。続いて、MBE、ガスソースMB
E、UHV−CVD法、LP−CVD法等の成膜技術に
よって、上記フィールド酸化膜39を形成したN型エピ
タキシャル層35上にシリコンゲルマニウム(Si1-X
GeX )層47またはシリコンゲルマニウム/シリコン
層を連続形成する。このとき、下地に単結晶シリコン層
が露出している領域では結晶層が成長し、下地に多結晶
シリコン層が露出している領域では多結晶が成長し、下
地に酸化膜が露出している領域では非晶質層が成長す
る。
After that, the resist mask 44 is removed. Next, as shown in FIG. 4B, an oxide film (not shown) formed on the surface of the N-type epitaxial layer 35
Then, the surface of the N-type epitaxial layer 35 is cleaned and cleaned. Next, MBE, gas source MB
E, silicon germanium (Si 1-x) is formed on the N-type epitaxial layer 35 on which the field oxide film 39 is formed by a film forming technique such as an EHV-CVD method or an LP-CVD method.
A Ge x ) layer 47 or a silicon germanium / silicon layer is continuously formed. At this time, the crystal layer grows in the region where the single crystal silicon layer is exposed as the base, and the polycrystal grows in the region where the polycrystalline silicon layer is exposed as the base, and the oxide film is exposed as the base. An amorphous layer grows in the region.

【0029】続いて図4の(3)に示すように、高fT
用トランジスタの形成領域を覆いかつ高耐圧トランジス
タのベース形成領域上に窓48を開口した第1マスク層
49を上記シリコンゲルマニウム層47上に形成する。
この第1マスク層49は、例えばリソグラフィー技術に
よってレジストで形成する。そしてこの第1マスク層4
9をイオン注入マスクとして用いたイオン注入法によっ
て、高耐圧用トランジスタのベース形成領域のシリコン
ゲルマニウム層47に不純物をドーピングする。一方、
上記第1マスク層49で覆われた高fT用トランジスタ
の形成領域には不純物はドーピングされない。
Subsequently, as shown in FIG. 4C, the high fT
A first mask layer 49 is formed on the silicon germanium layer 47, covering the formation region of the transistor for use and opening a window 48 on the base formation region of the high breakdown voltage transistor.
The first mask layer 49 is formed of a resist by, for example, a lithography technique. And the first mask layer 4
The silicon germanium layer 47 in the base formation region of the high breakdown voltage transistor is doped with an impurity by an ion implantation method using 9 as an ion implantation mask. on the other hand,
The formation region of the high fT transistor covered with the first mask layer 49 is not doped with an impurity.

【0030】上記イオン注入条件としては、不純物に二
フッ化ホウ素イオン(BF2 + )を用いた場合には、加
速エネルギーを5keV〜200keV、ドーズ量を
5.0×1011個/cm2 〜2.0×1014個/cm2
程度に設定した。また不純物にホウ素イオン(B+ )を
用いた場合には、加速エネルギーを10keV〜200
keV、ドーズ量を5.0×1011個/cm2 〜2.0
×1014個/cm2 程度に設定した。その結果、N型エ
ピタキシャル層35とシリコンゲルマニウム層47との
界面近傍にP型不純物拡散層からなるベース層50が形
成された。このベース層50は、前記第1実施形態で説
明した第2拡散層に相当する。なお、ここでは第1マス
ク層49をレジストで形成したが、例えば酸化シリコン
膜、窒化シリコン膜等の絶縁膜等で形成することも可能
である。
As for the ion implantation conditions, when boron difluoride ion (BF 2 + ) is used as the impurity, the acceleration energy is 5 keV to 200 keV, and the dose is 5.0 × 10 11 / cm 2 . 2.0 × 10 14 pieces / cm 2
Set to about. When boron ions (B + ) are used as impurities, the acceleration energy is 10 keV to 200 keV.
KeV, dose amount of 5.0 × 10 11 / cm 2 to 2.0
It was set to about × 10 14 pieces / cm 2 . As a result, a base layer 50 composed of a P-type impurity diffusion layer was formed near the interface between the N-type epitaxial layer 35 and the silicon germanium layer 47. This base layer 50 corresponds to the second diffusion layer described in the first embodiment. Here, the first mask layer 49 is formed of a resist, but may be formed of, for example, an insulating film such as a silicon oxide film or a silicon nitride film.

【0031】その後、上記第1マスク層49を除去す
る。次いで図4の(4)に示すように、CVD法によっ
て、シリコンゲルマニウム層47の全面に第2マスク層
51を例えば50nm〜300nmの厚さの酸化シリコ
ン膜で形成する。続いてリソグラフィー技術によって、
高耐圧用トランジスタの形成予定領域を覆いかつ高fT
用トランジスタのベース形成予定領域上を開口したレジ
ストマスク(図示省略)を形成する。このレジストマス
クを用いたエッチング(例えばRIE)によって、上記
第2マスク層51に窓52を開口する。そしてこの第2
マスク層51を用いた気相ドーピング(Rapid Vapor-Ph
ase Direct Doping )によって、高fT用トランジスタ
のベース形成予定領域におけるシリコンゲルマニウム層
47に不純物をドーピングする。一方、上記第2マスク
層51で覆われた高耐圧用トランジスタの形成予定領域
には不純物はドーピングされない。
After that, the first mask layer 49 is removed. Next, as shown in FIG. 4D, a second mask layer 51 is formed on the entire surface of the silicon germanium layer 47 by a CVD method using a silicon oxide film having a thickness of, for example, 50 nm to 300 nm. Then, using lithography technology,
High fT covering the region where the high breakdown voltage transistor is to be formed
A resist mask (not shown) having an opening on a region where the base of the transistor for forming is to be formed is formed. A window 52 is opened in the second mask layer 51 by etching (for example, RIE) using this resist mask. And this second
Gas-phase doping using the mask layer 51 (Rapid Vapor-Ph
The silicon germanium layer 47 in the region where the base of the high fT transistor is to be formed is doped with impurities by ase direct doping. On the other hand, the region where the high breakdown voltage transistor is to be formed covered with the second mask layer 51 is not doped with impurities.

【0032】上記気相ドーピングの条件としては、例え
ば、750℃〜1200℃の温度雰囲気とし、水素(H
2 )の流量を50cm3 /分、ジボラン(B2 6 )の
流量を5cm3 /分〜200cm3 /分程度に設定し、
ドーピング時間を0.5分〜60分に設定した。その結
果、シリコンゲルマニウム48の上層にベース層となる
P型不純物拡散層からなるベース層53が形成された。
このベース層53は、前記第1実施形態で説明した第1
拡散層に相当する。またこの気相ドーピングによって、
イオン注入によって形成されたベース層50の不純物の
活性化が行われる。なお、ここでは第2マスク層51を
酸化シリコンで形成したが、例えば窒化シリコン膜のよ
うな絶縁膜で形成することも可能である。
The conditions for the gas phase doping include, for example, an atmosphere at a temperature of 750 ° C. to 1200 ° C., and hydrogen (H
50 cm 3 / min flow rate of 2), set the flow rate of diborane (B 2 H 6) in 5 cm 3 / min ~200cm 3 / min extent,
The doping time was set between 0.5 minutes and 60 minutes. As a result, a base layer 53 composed of a P-type impurity diffusion layer serving as a base layer was formed above the silicon germanium 48.
This base layer 53 is formed of the first layer described in the first embodiment.
It corresponds to a diffusion layer. Also, by this gas phase doping,
The impurities of the base layer 50 formed by the ion implantation are activated. Here, the second mask layer 51 is formed of silicon oxide, but may be formed of an insulating film such as a silicon nitride film.

【0033】そして上記第2マスク層51を除去する。
その後、図5の(1)に示すように、エピタキシャル技
術によってリン(P)のようなN型不純物を含むN+
半導体層54を上記シリコンゲルマニウム層47上に形
成する。このN+ 型半導体層54は、CVD法によって
リン(P)をドーピングした非晶質(または多結晶)シ
リコン層を形成した後、アニーリングによって不純物を
拡散させて形成してもよい。あるいは、ノンドープト非
晶質(または多結晶)シリコン層を形成した後、ヒ素
(As)またはリン(P)をイオン注入し、その後アニ
ーリングによって不純物を拡散させて形成してもよい。
Then, the second mask layer 51 is removed.
Thereafter, as shown in FIG. 5A, an N + type semiconductor layer 54 containing an N type impurity such as phosphorus (P) is formed on the silicon germanium layer 47 by an epitaxial technique. The N + type semiconductor layer 54 may be formed by forming an amorphous (or polycrystalline) silicon layer doped with phosphorus (P) by a CVD method and then diffusing impurities by annealing. Alternatively, after a non-doped amorphous (or polycrystalline) silicon layer is formed, arsenic (As) or phosphorus (P) may be ion-implanted, and then impurities may be diffused by annealing.

【0034】次いでCVD法によって、上記N+ 型半導
体層54上の全面に酸化シリコン膜55を形成する。続
いてリソグラフィー技術によって、各トランジスタのエ
ミッタの形成予定領域上(すなわち、各トランジスタの
ベース層50,53上)にレジストマスク56を形成す
る。
Next, a silicon oxide film 55 is formed on the entire surface of the N + type semiconductor layer 54 by the CVD method. Subsequently, a resist mask 56 is formed on the region where the emitter of each transistor is to be formed (that is, on the base layers 50 and 53 of each transistor) by lithography.

【0035】このレジストマスク56を用いたRIEに
よって、上記酸化シリコン膜55、N+ 型半導体層54
をパターニングする。その結果、図5の(2)に示すよ
うに、ベース層53上に酸化シリコン膜55を載せたエ
ミッタ層57が形成され、ベース層50上に酸化シリコ
ン膜55を載せたエミッタ層58が形成される。
By the RIE using the resist mask 56, the silicon oxide film 55 and the N + type semiconductor layer 54 are formed.
Is patterned. As a result, as shown in FIG. 5B, an emitter layer 57 on which the silicon oxide film 55 is mounted is formed on the base layer 53, and an emitter layer 58 on which the silicon oxide film 55 is mounted is formed on the base layer 50. Is done.

【0036】その後、上記レジストマスク57を除去す
る。さらにCVD法によって、上記酸化シリコン膜55
を載せたエミッタ層57,58を覆う状態に酸化シリコ
ン膜(図示省略)を例えば200nm〜400nmの厚
さに形成する。その後、その酸化シリコン膜をエッチバ
ックして、酸化シリコン膜55およびエミッタ層57、
酸化シリコン膜55およびエミッタ層58の各側壁にサ
イドウォール絶縁膜59,60を形成する。
Thereafter, the resist mask 57 is removed. Further, the silicon oxide film 55 is formed by CVD.
A silicon oxide film (not shown) is formed to a thickness of, for example, 200 nm to 400 nm so as to cover the emitter layers 57 and 58 on which the substrate is mounted. Thereafter, the silicon oxide film is etched back, and the silicon oxide film 55 and the emitter layer 57 are etched.
Sidewall insulating films 59 and 60 are formed on each side wall of the silicon oxide film 55 and the emitter layer 58.

【0037】次いでリソグラフィー技術によって、グラ
フトベースを形成するのに必要な領域上に開口部61を
設けたレジストマスク62を形成する。このレジストマ
スク62を用いたイオン注入法によってP+ 型領域63
を形成する。このイオン注入条件としては、例えば、不
純物にホウ素イオン(B+ )を用いた場合には、加速エ
ネルギーを5keV〜50keV、ドーズ量を1.0×
1015個/cm2 〜1.0×1016個/cm2 程度に設
定した。その後、上記レジストマスク62を除去する。
Next, a resist mask 62 having an opening 61 on a region necessary for forming a graft base is formed by lithography. The P + -type region 63 is formed by ion implantation using the resist mask 62.
To form As the ion implantation conditions, for example, when boron ions (B + ) are used as impurities, the acceleration energy is 5 keV to 50 keV, and the dose is 1.0 ×
It was set to about 10 15 / cm 2 to about 1.0 × 10 16 / cm 2 . After that, the resist mask 62 is removed.

【0038】次いでRIEによって、各エミッタ層5
7,58上の酸化シリコン膜55を除去する。このRI
Eによって、図5の(3)に示すように、各サイドウォ
ール絶縁膜59,60の幅も狭くなる。次にリソグラフ
ィー技術によって、各トランジスタのベース領域を形成
する領域上にレジストマスク64を形成する。次いでこ
のレジストマスク64を用いたRIEによってシリコン
ゲルマニウム層47をパターニングして、図6の(1)
に示すように、ベース層53からなる真性ベース層とそ
れに接続するP+ 型領域63からなるグラフトベース層
65とを形成するとともに、ベース層50からなる真性
ベース層とそれに接続するP+型領域63からなるグラ
フトベース層66とを形成する。その後、上記レジスト
マスク64を除去する。
Next, the respective emitter layers 5 are formed by RIE.
The silicon oxide film 55 on 7, 58 is removed. This RI
Due to E, the width of each of the sidewall insulating films 59 and 60 is also reduced as shown in FIG. Next, a resist mask 64 is formed on a region where a base region of each transistor is to be formed by a lithography technique. Next, the silicon germanium layer 47 is patterned by RIE using the resist mask 64, and FIG.
As shown in FIG. 5, an intrinsic base layer composed of a base layer 53 and a graft base layer 65 composed of a P + -type region 63 connected thereto are formed, and an intrinsic base layer composed of a base layer 50 and a P + -type region connected thereto are formed. A graft base layer 66 made of 63 is formed. After that, the resist mask 64 is removed.

【0039】次いでスパッタリングのような成膜技術に
よって、各エミッタ層57,58側の全面にシリサイド
を形成する金属膜を形成する。この金属膜は、例えばチ
タン(Ti)、ニッケル(Ni)、白金、コバルト(C
o)、パラジウム(Pd)、タングステン(W)のうち
の1種類からなる。その後、400℃〜800℃程度の
温度でアニーリングした後、各エミッタ層57,58、
グラフトベース層65,66および各コレクタ取り出し
領域43と上記金属膜とが接触している各界面部分をシ
リサイド化してシリサイド層67を形成する。その後、
未反応な上記金属膜をエッチングによって除去する。こ
こで、上記各サイドウォール絶縁膜59,60は、シリ
サイド層67を形成する際に、エミッタ/ベース間を分
離する機能を果たす。
Next, a metal film for forming silicide is formed on the entire surface of each of the emitter layers 57 and 58 by a film forming technique such as sputtering. This metal film is made of, for example, titanium (Ti), nickel (Ni), platinum, cobalt (C
o), palladium (Pd), and tungsten (W). Then, after annealing at a temperature of about 400 ° C. to 800 ° C., each of the emitter layers 57 and 58,
The respective interface portions where the graft base layers 65 and 66 and the respective collector extraction regions 43 are in contact with the metal film are silicided to form a silicide layer 67. afterwards,
The unreacted metal film is removed by etching. Here, when forming the silicide layer 67, each of the sidewall insulating films 59 and 60 has a function of separating an emitter and a base.

【0040】次いで図6の(2)に示すように、CVD
法によって、各エミッタ層57,58側の全面に酸化シ
リコン膜68を例えば300nm程度の厚さに形成す
る。そしてリソグラフィー技術によって、各電極が形成
される領域上に窓69を開口したレジストマスク70を
形成する。続いて上記レジストマスク70を用いたRI
Eによって、酸化シリコン膜68をエッチングし、エミ
ッタ、ベース、コレクタの各電極形成領域にコンタクト
ホール71を形成する。その後、上記レジストマスク7
0を除去する。
Next, as shown in FIG.
By a method, a silicon oxide film 68 is formed to a thickness of, for example, about 300 nm on the entire surface on the side of each of the emitter layers 57 and 58. Then, a resist mask 70 having a window 69 opened on a region where each electrode is to be formed is formed by lithography technology. Subsequently, RI using the resist mask 70 is performed.
The silicon oxide film 68 is etched by E to form contact holes 71 in the respective electrode forming regions of the emitter, base and collector. After that, the resist mask 7
Remove 0.

【0041】続いて図6の(3)に示すように、スパッ
タリングのような成膜技術によって、バリアメタルおよ
びアルミニウム系金属を成膜した後、通常のリソグラフ
ィー技術とエッチング技術とによって上記バリアメタル
およびアルミニウム系金属をパターニングする。その結
果、各コンタクトホール71に、グラフトベース層65
に接続するベース電極72、エミッタ層57に接続する
エミッタ電極73、高fT用トランジスタのコレクタ取
り出し領域43に接続するコレクタ電極74を形成する
とともに、グラフトベース層66に接続するベース電極
75、エミッタ層58に接続するエミッタ電極76、高
耐圧用トランジスタ用のコレクタ取り出し領域43に接
続するコレクタ電極77を形成する。その後、上記リソ
グラフィー技術で形成したレジストマスクを除去後、図
示はしないが、既知の多層配線の工程を行う。
Subsequently, as shown in FIG. 6C, after a barrier metal and an aluminum-based metal are formed by a film forming technique such as sputtering, the barrier metal and the aluminum-based metal are formed by ordinary lithography and etching techniques. Pattern the aluminum-based metal. As a result, the graft base layer 65 is formed in each contact hole 71.
A base electrode 72 connected to the base layer 75, an emitter electrode 73 connected to the emitter layer 57, a collector electrode 74 connected to the collector extraction region 43 of the high fT transistor, and a base electrode 75 connected to the graft base layer 66. An emitter electrode 76 connected to the transistor 58 and a collector electrode 77 connected to the collector extraction region 43 for the high breakdown voltage transistor are formed. Then, after removing the resist mask formed by the lithography technique, a known multi-layer wiring process is performed, although not shown.

【0042】以上のようにして、メサ型のヘテロ接合バ
イポーラトランジスタからなる高fT用トランジスタ1
と高耐圧用トランジスタ2とが形成される。そして高f
T用トランジスタ1と高耐圧用トランジスタ2とは異な
るベースプロファイルを有している。特に高fT用トラ
ンジスタ1のベース層54は、気相ドーピングによって
形成されることから、チャネリングを起こすことがな
い。そのため、浅い接合状態に形成されているので、高
いfTmax が得られている。
As described above, the high fT transistor 1 composed of a mesa heterojunction bipolar transistor
And the high voltage transistor 2 are formed. And high f
The transistor 1 for T and the transistor 2 for high breakdown voltage have different base profiles. In particular, since the base layer 54 of the high fT transistor 1 is formed by gas phase doping, channeling does not occur. Therefore, since it is formed in a shallow junction state, a high fTmax is obtained.

【0043】上記製造方法では、同一の層であるシリコ
ンゲルマニウム層48を用いて、高fT用トランジスタ
1のベース層54は気相ドーピングによる浅い接合で形
成し、高耐圧用トランジスタ2のベース層51はイオン
注入による深い接合で形成することから、高fT用トラ
ンジスタ1は遮断周波数特性に優れた高性能なものとな
り、高耐圧用トランジスタ2は耐圧に優れたものとな
る。また同一の層であるシリコンゲルマニウム層48を
用いて、各トランジスタのベース層51,54を形成す
ることから、高密度、高集積化を図ることができる。つ
まり、1回のリソグラフィー工程とエッチング工程で、
異なる特性のトランジスタのベース層51,54を形成
できるためである。上記説明した製造方法により形成さ
れた高fT用トランジスタ1および高耐圧用トランジス
タ2を用いることによって、信頼性の高いLSIデバイ
スを実現することができるようになる。
In the above-described manufacturing method, the base layer 54 of the high fT transistor 1 is formed with a shallow junction by vapor phase doping using the same silicon germanium layer 48, and the base layer 51 of the high breakdown voltage transistor 2 is formed. Is formed with a deep junction by ion implantation, the high fT transistor 1 has a high performance with excellent cut-off frequency characteristics, and the high withstand voltage transistor 2 has a high withstand voltage. Further, since the base layers 51 and 54 of each transistor are formed using the same silicon germanium layer 48, high density and high integration can be achieved. In other words, in one lithography step and etching step,
This is because the base layers 51 and 54 of transistors having different characteristics can be formed. By using the high fT transistor 1 and the high withstand voltage transistor 2 formed by the above-described manufacturing method, a highly reliable LSI device can be realized.

【0044】次に本発明の第3実施形態の一例を、図7
によって説明する。この第3実施形態に説明する製造方
法は、先に説明した第2実施形態において、高fT用ト
ランジスタ1のN型エピタキシャル層35(コレクタ領
域に相当)に選択的にリン(P)をイオン注入し、いわ
ゆるSIC構造を形成することにより、カーク効果を抑
制し、さらにfTmax を向上させたものである。なお、
前記第2実施形態で説明したのと同様のプロセスは省略
して説明する。したがって、説明を省略したプロセスに
関しては前記第2実施形態の説明を参照していただきた
い。
Next, an example of the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
It will be explained by. The manufacturing method described in the third embodiment is different from the second embodiment described above in that phosphorus (P) is selectively ion-implanted into the N-type epitaxial layer 35 (corresponding to the collector region) of the high fT transistor 1. However, by forming a so-called SIC structure, the Kirk effect is suppressed and fTmax is further improved. In addition,
The same processes as those described in the second embodiment will be omitted. Therefore, please refer to the description of the second embodiment for the process whose description is omitted.

【0045】シリコンゲルマニウム層47をエピタキシ
ャル成長させる工程の前または直後にSICの形成工程
を行うことが大きな効果が得られる。図示はしないが、
例えばシリコンゲルマニウム層47を形成する前に行う
場合には、リソグラフィー技術によって、高fT用トラ
ンジスタのコレクタ領域となるN型エピタキシャル層上
に窓を開口したレジストマスクを形成する。そのレジス
トマスクを用いたイオン注入法によって、N型不純物を
イオン注入する。そのときのイオン注入条件としては、
不純物にリンイオン(P+ )を用い、その加速エネルギ
ーを50keV〜500keV、ドーズ量を1.0×1
12個/cm2〜1.0×1013個/cm2 程度に設定
した。
A great effect can be obtained by performing the SIC forming step before or immediately after the step of epitaxially growing the silicon germanium layer 47. Although not shown,
For example, when the etching is performed before the silicon germanium layer 47 is formed, a resist mask having an opening is formed on the N-type epitaxial layer serving as a collector region of the high fT transistor by a lithography technique. N-type impurities are ion-implanted by an ion implantation method using the resist mask. The ion implantation conditions at that time were as follows:
Using phosphorus ions (P + ) as impurities, the acceleration energy is 50 keV to 500 keV, and the dose is 1.0 × 1.
It was set to about 0 12 / cm 2 to 1.0 × 10 13 / cm 2 .

【0046】上記イオン注入工程を追加することによっ
て、図7に示すように、高fT用トランジスタ1のコレ
クタ領域となるN型エピタキシャル層35をSIC構造
とすることが可能となる。なお、SIC構造とした以外
の高fT用トランジスタ1および高耐圧用トランジスタ
2の各構成部品は、第2実施形態で説明したのと同様の
構成を成す。
By adding the above ion implantation step, as shown in FIG. 7, the N-type epitaxial layer 35 serving as the collector region of the high fT transistor 1 can have the SIC structure. The components of the high fT transistor 1 and the high withstand voltage transistor 2 other than the SIC structure have the same configuration as that described in the second embodiment.

【0047】なお、上記第2,第3実施形態において
は、一例としてメサ型のNPNトランジスタについて説
明してきたが、選択エピタキシャル成長技術によって形
成されるヘテロ接合バイポーラトランジスタであれば、
本発明の方法を適用することができる。
In the second and third embodiments, the mesa-type NPN transistor has been described as an example. However, any heterojunction bipolar transistor formed by the selective epitaxial growth technique may be used.
The method of the present invention can be applied.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
第1拡散層を形成するための不純物導入は気相からの拡
散によって行われることから、従来のイオン注入法によ
る不純物導入方法と比較して、浅い接合を形成すること
が可能になる。また、本発明によれば、第1拡散層と第
2拡散層とを同一の層で形成することが可能になる。そ
のため、第1拡散層を高fT用トランジスタのベース層
に採用し、第2拡散層を高耐圧用トランジスタのベース
層に採用することにより、各ベース層を同一ヘテロ層で
形成できるともに、異なるベースプロファイルを得るこ
とが可能になる。したがって、一方のトランジスタを高
fT用トランジスタとして形成し、他方のトランジスタ
を高耐圧用トランジスタとして形成することで、異なる
特性のヘテロ接合バイポーラトランジスタを同一基板上
に形成することが可能になる。
As described above, according to the present invention,
Since the impurity introduction for forming the first diffusion layer is performed by diffusion from the gas phase, it becomes possible to form a shallower junction as compared with the conventional impurity implantation method by ion implantation. Further, according to the present invention, the first diffusion layer and the second diffusion layer can be formed by the same layer. Therefore, by employing the first diffusion layer as the base layer of the high fT transistor and the second diffusion layer as the base layer of the high breakdown voltage transistor, each base layer can be formed of the same hetero layer, and different base layers can be formed. It becomes possible to obtain a profile. Therefore, by forming one transistor as a high fT transistor and forming the other transistor as a high breakdown voltage transistor, heterojunction bipolar transistors having different characteristics can be formed over the same substrate.

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

【図1】本発明に係わる第1実施形態の製造工程図であ
る。
FIG. 1 is a manufacturing process diagram of a first embodiment according to the present invention.

【図2】第1実施形態の不純物プロファイルの説明図で
ある。
FIG. 2 is an explanatory diagram of an impurity profile according to the first embodiment.

【図3】本発明に係わる第2実施形態の製造工程図であ
る。
FIG. 3 is a manufacturing process diagram of a second embodiment according to the present invention.

【図4】第2実施形態の製造工程図(続き)である。FIG. 4 is a manufacturing process diagram (continued) of the second embodiment.

【図5】第2実施形態の製造工程図(続き)である。FIG. 5 is a manufacturing process diagram (continued) of the second embodiment.

【図6】第2実施形態の製造工程図(続き)である。FIG. 6 is a manufacturing process diagram (continued) of the second embodiment.

【図7】第3実施形態の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a third embodiment.

【図8】従来のバイポーラトランジスタの製造工程図で
ある。
FIG. 8 is a manufacturing process diagram of a conventional bipolar transistor.

【図9】従来の不純物プロファイルの説明図である。FIG. 9 is an explanatory view of a conventional impurity profile.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 基板 16 第2拡散層 18 第1拡散層 11 substrate 16 second diffusion layer 18 first diffusion layer

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 同一基板内に第1拡散層と第2拡散層と
を形成する際に、前記第1拡散層と前記第2拡散層との
不純物濃度および接合深さの少なくとも一方が異なる状
態に不純物を導入することによって、前記第1拡散層と
前記第2拡散層とを形成する半導体装置の製造方法にお
いて、 前記第1拡散層を形成するための不純物導入は気相から
の拡散によって行われることを特徴とする半導体装置の
製造方法。
When forming a first diffusion layer and a second diffusion layer in the same substrate, at least one of an impurity concentration and a junction depth of the first diffusion layer and the second diffusion layer are different. In the method of manufacturing a semiconductor device in which the first diffusion layer and the second diffusion layer are formed by introducing an impurity into the semiconductor device, the impurity introduction for forming the first diffusion layer is performed by diffusion from a gas phase. A method of manufacturing a semiconductor device.
【請求項2】 請求項1記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記第2拡散層を形成するための不純物導入はイオン注
入によって行われることを特徴とする半導体装置の製造
方法。
2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the impurity introduction for forming the second diffusion layer is performed by ion implantation.
【請求項3】 請求項1記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記第1拡散層は第1バイポーラトランジスタのベース
層であり、 前記第2拡散層は第2バイポーラトランジスタのベース
層であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the first diffusion layer is a base layer of a first bipolar transistor, and the second diffusion layer is a base layer of a second bipolar transistor. A method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項4】 請求項2記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記第1拡散層は第1バイポーラトランジスタのベース
層であり、 前記第2拡散層は第2バイポーラトランジスタのベース
層であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. The method according to claim 2, wherein the first diffusion layer is a base layer of a first bipolar transistor, and the second diffusion layer is a base layer of a second bipolar transistor. A method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項5】 請求項3記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記第1バイポーラトランジスタのベース層および前記
第2バイポーラトランジスタのベース層を形成する半導
体層はゲルマニウムを含むシリコン半導体層であること
を特徴とする半導体装置の製造方法。
5. The method according to claim 3, wherein the semiconductor layers forming the base layer of the first bipolar transistor and the base layer of the second bipolar transistor are silicon semiconductor layers containing germanium. A method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項6】 請求項4記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記第1バイポーラトランジスタのベース層および前記
第2バイポーラトランジスタのベース層を形成する半導
体層はゲルマニウムを含むシリコン半導体層であること
を特徴とする半導体装置の製造方法。
6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the semiconductor layers forming the base layer of the first bipolar transistor and the base layer of the second bipolar transistor are silicon semiconductor layers containing germanium. A method for manufacturing a semiconductor device.
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