JPH11297707A - 半導体装置 - Google Patents
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- JPH11297707A JPH11297707A JP10105926A JP10592698A JPH11297707A JP H11297707 A JPH11297707 A JP H11297707A JP 10105926 A JP10105926 A JP 10105926A JP 10592698 A JP10592698 A JP 10592698A JP H11297707 A JPH11297707 A JP H11297707A
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- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 コレクタ−基板間寄生容量の低減、コレクタ
−ベース間寄生容量の低減、コレクタ抵抗の低減、素子
の小型化。 【構成】 エミッタ領域を複数個有するマルチエミッタ
構造自己整合型トランジスタにおいて、コレクタ引き出
し領域106間にベース領域(113、114)を設
け、外部ベース領域113に接するベース引き出し電極
109を、コレクタ引き出し領域106とベース領域の
並び方向と直交する方向に引き出し、その引き出した領
域にベース用金属配線119cに接続されるコンタクト
プラグ118cを形成する。ベース引き出し電極109
とエミッタ領域115に接続されるエミッタ引き出し電
極112とはそれぞれポリシリコン層(109a、11
2a)とシリサイド層(109b、112b)の2層膜
によって形成されている。
−ベース間寄生容量の低減、コレクタ抵抗の低減、素子
の小型化。 【構成】 エミッタ領域を複数個有するマルチエミッタ
構造自己整合型トランジスタにおいて、コレクタ引き出
し領域106間にベース領域(113、114)を設
け、外部ベース領域113に接するベース引き出し電極
109を、コレクタ引き出し領域106とベース領域の
並び方向と直交する方向に引き出し、その引き出した領
域にベース用金属配線119cに接続されるコンタクト
プラグ118cを形成する。ベース引き出し電極109
とエミッタ領域115に接続されるエミッタ引き出し電
極112とはそれぞれポリシリコン層(109a、11
2a)とシリサイド層(109b、112b)の2層膜
によって形成されている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、バイポーラトラン
ジスタを含む半導体装置の構造に関し、特にセルフアラ
イン型のマルチエミッタ構造バイポーラトランジスタを
含む半導体装置に関するものである。
ジスタを含む半導体装置の構造に関し、特にセルフアラ
イン型のマルチエミッタ構造バイポーラトランジスタを
含む半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、PHSや携帯電話等の移動通信機
器や、コンピュータネットワークの急速な普及により、
通信用の高周波回路の高性能化、低コスト化の要求が強
まっており、これを実現するためには、高性能で安価な
バイポーラトランジスタが必要となる。これを実現する
ための一つの方法としてエミッタ引き出し電極およびベ
ース引き出し電極がポリシリコンで形成されたセルフア
ライン型バイポーラトランジスタを用いる方法がある。
まず、IEEE 1992 Bipolar Circ
uits and Technology Meeti
ngの104ページ〜107ページに記載された構成
を、第1の従来例のセルフアライン型バイポーラトラン
ジスタとして図11を参照して説明する。
器や、コンピュータネットワークの急速な普及により、
通信用の高周波回路の高性能化、低コスト化の要求が強
まっており、これを実現するためには、高性能で安価な
バイポーラトランジスタが必要となる。これを実現する
ための一つの方法としてエミッタ引き出し電極およびベ
ース引き出し電極がポリシリコンで形成されたセルフア
ライン型バイポーラトランジスタを用いる方法がある。
まず、IEEE 1992 Bipolar Circ
uits and Technology Meeti
ngの104ページ〜107ページに記載された構成
を、第1の従来例のセルフアライン型バイポーラトラン
ジスタとして図11を参照して説明する。
【0003】図11(a)は前述した基本的なセルフア
ライン型バイポーラトランジスタの平面レイアウトを示
し、図11(b)は、図11(a)のF−F′線での断
面図を示す。図11に示されるように、p型シリコン基
板201上に選択的にn+ 型埋込層202が形成され、
その上にn型エピタキシャル層203が形成され、第1
の素子分離絶縁膜204に囲まれた領域内にバイポーラ
トランジスタが形成される。n+ 型埋込層202を外部
に引き出すコレクタ引き出し領域206と、外部ベース
領域213および真性ベース領域214とは、それぞれ
第2の素子分離絶縁膜205によって囲まれた領域内に
形成される。外部ベース領域213はポリシリコンから
なるベース引き出し電極209により引き出され、また
エミッタ領域215はポリシリコンからなるエミッタ引
き出し電極212によって引き出される。ベース引き出
し電極209とエミッタ引き出し電極212とは第2お
よび第3の絶縁膜210、211によって互いに絶縁さ
れている。そして、これらのコレクタ引き出し領域、エ
ミッタ引き出し電極およびベース引き出し電極は、それ
ぞれ層間絶縁膜217内に形成されたコンタクトプラグ
218a、218b、218cを介してコレクタ用金属
配線219a、エミッタ用金属配線219b、ベース用
金属配線219cに接続されている。また、図中、aは
ベース拡散領域幅を、bはコレクタ−ベース間の絶縁分
離距離を、cは各電極用の金属配線間距離を示してお
り、これらはプロセス上の最小寸法にそれぞれ設定され
ている。
ライン型バイポーラトランジスタの平面レイアウトを示
し、図11(b)は、図11(a)のF−F′線での断
面図を示す。図11に示されるように、p型シリコン基
板201上に選択的にn+ 型埋込層202が形成され、
その上にn型エピタキシャル層203が形成され、第1
の素子分離絶縁膜204に囲まれた領域内にバイポーラ
トランジスタが形成される。n+ 型埋込層202を外部
に引き出すコレクタ引き出し領域206と、外部ベース
領域213および真性ベース領域214とは、それぞれ
第2の素子分離絶縁膜205によって囲まれた領域内に
形成される。外部ベース領域213はポリシリコンから
なるベース引き出し電極209により引き出され、また
エミッタ領域215はポリシリコンからなるエミッタ引
き出し電極212によって引き出される。ベース引き出
し電極209とエミッタ引き出し電極212とは第2お
よび第3の絶縁膜210、211によって互いに絶縁さ
れている。そして、これらのコレクタ引き出し領域、エ
ミッタ引き出し電極およびベース引き出し電極は、それ
ぞれ層間絶縁膜217内に形成されたコンタクトプラグ
218a、218b、218cを介してコレクタ用金属
配線219a、エミッタ用金属配線219b、ベース用
金属配線219cに接続されている。また、図中、aは
ベース拡散領域幅を、bはコレクタ−ベース間の絶縁分
離距離を、cは各電極用の金属配線間距離を示してお
り、これらはプロセス上の最小寸法にそれぞれ設定され
ている。
【0004】セルフアライン型バイポーラトランジスタ
が、上記の構造を採る理由は、 1)一般に、バイポーラトランジスタではエミッタ/ベ
ース形成領域208の面積をできるだけ小さくすること
がトランジスタの性能向上に対し有効であることが知ら
れており、そこで、図11(b)でのベース拡散領域幅
aをできるだけ縮小し、エミッタ/ベース形成領域20
8の面積の低減を計る必要がある、 2)一般的に、図11(b)での絶縁分離距離bは、コ
レクタ−ベース間の絶縁耐圧で決められるが、バイポー
ラトランジスタの寄生容量を減らすためにはできるだけ
小さくする必要があり、通常プロセス上の最小間隔に設
定される、 3)一般的に、セルフアライン型バイポーラトランジス
タでは動作時に、エミッタ電極とコレクタ電極に数mA
〜数十mAの大きな電流を流すことから、エミッタ電極
とコレクタ電極の配線幅は配線の信頼牲を高めるためで
きるだけ広くする必要がある、 等の諸条件を同時に満たさなければならないことによ
る。
が、上記の構造を採る理由は、 1)一般に、バイポーラトランジスタではエミッタ/ベ
ース形成領域208の面積をできるだけ小さくすること
がトランジスタの性能向上に対し有効であることが知ら
れており、そこで、図11(b)でのベース拡散領域幅
aをできるだけ縮小し、エミッタ/ベース形成領域20
8の面積の低減を計る必要がある、 2)一般的に、図11(b)での絶縁分離距離bは、コ
レクタ−ベース間の絶縁耐圧で決められるが、バイポー
ラトランジスタの寄生容量を減らすためにはできるだけ
小さくする必要があり、通常プロセス上の最小間隔に設
定される、 3)一般的に、セルフアライン型バイポーラトランジス
タでは動作時に、エミッタ電極とコレクタ電極に数mA
〜数十mAの大きな電流を流すことから、エミッタ電極
とコレクタ電極の配線幅は配線の信頼牲を高めるためで
きるだけ広くする必要がある、 等の諸条件を同時に満たさなければならないことによ
る。
【0005】すなわち、セルフアライン型バイポーラト
ランジスタでは、上記の1)〜3)の理由により、コレ
クタ用金属配線219aとエミッタ用金属配線219b
の間隔を最小間隔のcに設定したとすると、ベース用金
属配線219cのコンタクトプラグ218cは外部べー
ス領域213の直上に配置することはできず、外部ベー
ス領域213から離れた(エミッタ用金属配線219b
とベース用金属配線219cの間隔がcとなる)、第2
の素子分離絶縁膜205の上で、ベース引き出し電極2
09を介することにより間接的に外部ベース領域213
と接続せざるを得ないことになる。
ランジスタでは、上記の1)〜3)の理由により、コレ
クタ用金属配線219aとエミッタ用金属配線219b
の間隔を最小間隔のcに設定したとすると、ベース用金
属配線219cのコンタクトプラグ218cは外部べー
ス領域213の直上に配置することはできず、外部ベー
ス領域213から離れた(エミッタ用金属配線219b
とベース用金属配線219cの間隔がcとなる)、第2
の素子分離絶縁膜205の上で、ベース引き出し電極2
09を介することにより間接的に外部ベース領域213
と接続せざるを得ないことになる。
【0006】さて、一般的にセルフアライン型バイポー
ラトランジスタにおいて、高周波特性を向上させるに
は、fmax(最高発振周波数)を向上させる必要があ
り、fmaxはべース抵抗に反比例することから、ベー
ス抵抗を下げるために、図11に示したエミッタ、コレ
クタ、ベースの各電極が1個ずつである基本的な構造か
ら、ベース電極をエミッタ電極の両側に配置する構造が
採用され、さらに電流容量を増大させるためにマルチエ
ミッタ構造(エミッタ/ベース形成領域を複数配置した
構造)を用いることが行われている。次に、このエミッ
タ電極の両側にベース電極を配置した従来のマルチエミ
ッタ構造のバイポーラトランジスタを第2の従来例とし
て、図12を参照して簡単に説明する。
ラトランジスタにおいて、高周波特性を向上させるに
は、fmax(最高発振周波数)を向上させる必要があ
り、fmaxはべース抵抗に反比例することから、ベー
ス抵抗を下げるために、図11に示したエミッタ、コレ
クタ、ベースの各電極が1個ずつである基本的な構造か
ら、ベース電極をエミッタ電極の両側に配置する構造が
採用され、さらに電流容量を増大させるためにマルチエ
ミッタ構造(エミッタ/ベース形成領域を複数配置した
構造)を用いることが行われている。次に、このエミッ
タ電極の両側にベース電極を配置した従来のマルチエミ
ッタ構造のバイポーラトランジスタを第2の従来例とし
て、図12を参照して簡単に説明する。
【0007】図12(a)は、第2の従来例によるマル
チエミッタ構造のバイポーラトランジスタの平面レイア
ウトを、また、図12(b)は、図12(a)のG−
G′線での断面図を示す。図12(a)に示した第2の
従来例でのエミッタ、コレクタ、ベースに係る各コンタ
クトホールの平面的な配置は、G−G′線の左側から順
に、コレクタ−ベース−エミッタ−ベース−コレクタ−
ベース−エミッタ−ベース−コレクタの順になってお
り、各電極のコンタクトプラグ218a、218b、2
18cは一列に並んでいる。また、図12(b)におい
て、図11(b)と構造上の各部の構成は同じである
が、コレクタ−ベース間の絶縁分離の距離(図11の絶
縁分離距離bと図12の絶縁分離距離d)は、図12
(b)での第2の素子分離絶縁膜205上にはベース用
金属配線219cが存在し、図11(b)での第2の素
子分離絶縁膜205上にはベース用金属配線219cが
存在しないことにより、b<dとなっている。
チエミッタ構造のバイポーラトランジスタの平面レイア
ウトを、また、図12(b)は、図12(a)のG−
G′線での断面図を示す。図12(a)に示した第2の
従来例でのエミッタ、コレクタ、ベースに係る各コンタ
クトホールの平面的な配置は、G−G′線の左側から順
に、コレクタ−ベース−エミッタ−ベース−コレクタ−
ベース−エミッタ−ベース−コレクタの順になってお
り、各電極のコンタクトプラグ218a、218b、2
18cは一列に並んでいる。また、図12(b)におい
て、図11(b)と構造上の各部の構成は同じである
が、コレクタ−ベース間の絶縁分離の距離(図11の絶
縁分離距離bと図12の絶縁分離距離d)は、図12
(b)での第2の素子分離絶縁膜205上にはベース用
金属配線219cが存在し、図11(b)での第2の素
子分離絶縁膜205上にはベース用金属配線219cが
存在しないことにより、b<dとなっている。
【0008】次に、従来技術によるマルチエミッタ型ト
ランジスタの他の実現例を第3の従来例として、図13
を参照して簡単に説明する。図13(a)は、第3の従
来例の平面レイアウトを、また、図13(b)は、図1
3(a)のH−H′線での断面図を示す。図12に示し
た第2の従来例において、トランジスタのコレクタ抵抗
を回路動作などに影響を及ぼさない程度に低く実現でき
る場合、第2の従来例のコレクタ−ベース−エミッタ−
ベース−コレクタ−ベース−エミッタ−ベース−コレク
タの各電極のコンタクトプラグの配置のうち中央のコレ
クタに係るコンタクトプラグをなくし、図13(a)に
示したように、図13の左側から順に、コレクタ−ベー
ス−エミッタ−ベース−エミッタ−ベース−コレクタの
配置とすることができる。尚、この際においても、図1
2の場合と同様に、各電極のコンタクトプラグ218
a、218b、218cは一列に配置されている。
ランジスタの他の実現例を第3の従来例として、図13
を参照して簡単に説明する。図13(a)は、第3の従
来例の平面レイアウトを、また、図13(b)は、図1
3(a)のH−H′線での断面図を示す。図12に示し
た第2の従来例において、トランジスタのコレクタ抵抗
を回路動作などに影響を及ぼさない程度に低く実現でき
る場合、第2の従来例のコレクタ−ベース−エミッタ−
ベース−コレクタ−ベース−エミッタ−ベース−コレク
タの各電極のコンタクトプラグの配置のうち中央のコレ
クタに係るコンタクトプラグをなくし、図13(a)に
示したように、図13の左側から順に、コレクタ−ベー
ス−エミッタ−ベース−エミッタ−ベース−コレクタの
配置とすることができる。尚、この際においても、図1
2の場合と同様に、各電極のコンタクトプラグ218
a、218b、218cは一列に配置されている。
【0009】また、第3の従来例では第2の従来例より
コレクタ電極を1つ少なくしているのでより小型化され
ているが、各部の寸法は第2の従来例の場合と同じであ
るため、図13(b)示されるように、コレクタ−ベー
ス間の絶縁分離距離dは、図12(b)の場合と同じで
あり、図11に示した第1の従来例の場合に比較して、
b<dとなっている。
コレクタ電極を1つ少なくしているのでより小型化され
ているが、各部の寸法は第2の従来例の場合と同じであ
るため、図13(b)示されるように、コレクタ−ベー
ス間の絶縁分離距離dは、図12(b)の場合と同じで
あり、図11に示した第1の従来例の場合に比較して、
b<dとなっている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、セル
フアライン型バイポーラトランジスタを採用する場合、
トランジスタ特性を向上させるにはマルチエミッタ構造
を用いる必要があるが、マルチエミッタ構造を用いる
と、図12、図13に示したように、エミッタ、コレク
タ、ベースの各電極が一つずつの図11に示した基本的
な構造に比較して、コレクタ−ベース間の絶縁分離距離
dが、図11の場合の最小間隔(図11(b)のb)よ
りも広くなってしまう(d>b)という問題があった。
そして、このことにより、半導体集積回路の高集積化・
高密度化が阻害される外、コレクタ抵抗の増加、コレク
タ−ベース間容量の増加、コレクタ−基板間容量の増加
が生じ、バイポーラトランジスタの高周波特性が劣化す
るという問題が起こる。従って、本願発明の課題は、エ
ミッタ、コレクタ、ベースの各電極が複数個あるマルチ
エミッタ構造を用いた際に、コレクタ−ベース間の絶縁
分離の距離が最小間隔よりも広くなってしまうという問
題点を解決し、コレクタ−ベース間の絶縁分離の距離
を、コレクタ−ベース間の絶縁耐圧で決まる最小間隔と
することにある。
フアライン型バイポーラトランジスタを採用する場合、
トランジスタ特性を向上させるにはマルチエミッタ構造
を用いる必要があるが、マルチエミッタ構造を用いる
と、図12、図13に示したように、エミッタ、コレク
タ、ベースの各電極が一つずつの図11に示した基本的
な構造に比較して、コレクタ−ベース間の絶縁分離距離
dが、図11の場合の最小間隔(図11(b)のb)よ
りも広くなってしまう(d>b)という問題があった。
そして、このことにより、半導体集積回路の高集積化・
高密度化が阻害される外、コレクタ抵抗の増加、コレク
タ−ベース間容量の増加、コレクタ−基板間容量の増加
が生じ、バイポーラトランジスタの高周波特性が劣化す
るという問題が起こる。従って、本願発明の課題は、エ
ミッタ、コレクタ、ベースの各電極が複数個あるマルチ
エミッタ構造を用いた際に、コレクタ−ベース間の絶縁
分離の距離が最小間隔よりも広くなってしまうという問
題点を解決し、コレクタ−ベース間の絶縁分離の距離
を、コレクタ−ベース間の絶縁耐圧で決まる最小間隔と
することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明によれば、半導体基板上に形成された第1導
電型のコレクタ領域と、前記コレクタ領域内に形成され
た第1導電型のコレクタ引き出し領域と、前記コレクタ
領域上に形成された、複数のエミッタ/ベース形成領域
と前記コレクタ引き出し領域上に開口を有する素子分離
絶縁膜と、前記エミッタ/ベース形成領域の前記コレク
タ領域の表面領域内に形成された第2導電型のベース領
域と、前記素子分離絶縁膜上から前記エミッタ/ベース
形成領域上に延在し前記ベース領域の外周部表面に接し
前記エミッタ/ベース形成領域の中央部にエミッタ開口
を有するベース引き出し電極と、前記ベース領域の中央
部表面領域内に形成されたエミッタ拡散層と、前記エミ
ッタ開口内に前記ベース引き出し電極から絶縁されて形
成された、前記エミッタ拡散層の表面に接するエミッタ
引き出し電極と、前記コレクタ引き出し領域上、前記ベ
ース引き出し電極上および前記エミッタ引き出し電極上
にそれぞれコンタクトホールが形成された、半導体基板
上全面を覆う層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に延在
し、前記コンタクトホールを介してそれぞれコレクタ引
き出し領域、ベース引き出し電極およびエミッタ引き出
し電極に接続された金属配線と、を有する半導体装置に
おいて、複数の前記エミッタ/ベース形成領域と前記コ
レクタ引き出し領域とが1列に配列され、かつ、前記ベ
ース引き出し電極が、前記エミッタ/ベース形成領域と
前記コレクタ引き出し領域との配列の方向と直交する方
向に引き出されるか、若しくは、その配列の配列方向の
外側に引き出され、その引き出された領域にベース引き
出し電極に係るコンタクトホールが形成されていること
を特徴とする半導体装置、が提供される。
め、本発明によれば、半導体基板上に形成された第1導
電型のコレクタ領域と、前記コレクタ領域内に形成され
た第1導電型のコレクタ引き出し領域と、前記コレクタ
領域上に形成された、複数のエミッタ/ベース形成領域
と前記コレクタ引き出し領域上に開口を有する素子分離
絶縁膜と、前記エミッタ/ベース形成領域の前記コレク
タ領域の表面領域内に形成された第2導電型のベース領
域と、前記素子分離絶縁膜上から前記エミッタ/ベース
形成領域上に延在し前記ベース領域の外周部表面に接し
前記エミッタ/ベース形成領域の中央部にエミッタ開口
を有するベース引き出し電極と、前記ベース領域の中央
部表面領域内に形成されたエミッタ拡散層と、前記エミ
ッタ開口内に前記ベース引き出し電極から絶縁されて形
成された、前記エミッタ拡散層の表面に接するエミッタ
引き出し電極と、前記コレクタ引き出し領域上、前記ベ
ース引き出し電極上および前記エミッタ引き出し電極上
にそれぞれコンタクトホールが形成された、半導体基板
上全面を覆う層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に延在
し、前記コンタクトホールを介してそれぞれコレクタ引
き出し領域、ベース引き出し電極およびエミッタ引き出
し電極に接続された金属配線と、を有する半導体装置に
おいて、複数の前記エミッタ/ベース形成領域と前記コ
レクタ引き出し領域とが1列に配列され、かつ、前記ベ
ース引き出し電極が、前記エミッタ/ベース形成領域と
前記コレクタ引き出し領域との配列の方向と直交する方
向に引き出されるか、若しくは、その配列の配列方向の
外側に引き出され、その引き出された領域にベース引き
出し電極に係るコンタクトホールが形成されていること
を特徴とする半導体装置、が提供される。
【0012】
【作用】エミッタ引き出し電極が複数個あるマルチエミ
ッタ構造のセルフアライン型バイポーラトランジスタに
おいて、ベース電極用のコンタクトを、ベース引き出し
電極のレイアウトを従来と変えることにより、エミッタ
電極用とコレクタ電極用のコンタクトの並びと直交方向
に離れた所若しくは並びの方向の外側に配置できるよう
にしたので、ベース−コレクタ間の絶縁分離の距離をコ
レクタ−ベース間の絶縁耐圧で決まる最小間隔とするこ
とが可能になり、素子の小型化を実現することができる
外、コレクタ抵抗の低減、コレクタ−ベース間容量の低
減、コレクタ−基板間容量の低減を実現することがで
き、バイポーラトランジスタの高周波特性を向上させる
ことが可能になる。
ッタ構造のセルフアライン型バイポーラトランジスタに
おいて、ベース電極用のコンタクトを、ベース引き出し
電極のレイアウトを従来と変えることにより、エミッタ
電極用とコレクタ電極用のコンタクトの並びと直交方向
に離れた所若しくは並びの方向の外側に配置できるよう
にしたので、ベース−コレクタ間の絶縁分離の距離をコ
レクタ−ベース間の絶縁耐圧で決まる最小間隔とするこ
とが可能になり、素子の小型化を実現することができる
外、コレクタ抵抗の低減、コレクタ−ベース間容量の低
減、コレクタ−基板間容量の低減を実現することがで
き、バイポーラトランジスタの高周波特性を向上させる
ことが可能になる。
【0013】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、実施例に基づいて図面を参照して詳細に説明する。 [第1の実施例]図1(a)は、本発明の第1の実施例
によるマルチエミッタ構造のバイポーラトランジスタの
平面レイアウトを、また、図1(b)は、図1(a)の
A−A′線での断面図を示す。本発明の第1の実施例で
のエミッタ、コレクタ、べース用の各コンタクトプラグ
の平面的な配置は、図1(a)のA−A′線の左側か
ら、コレクタ−エミッタ−コレクタ−エミッタ−コレク
タの順となっていて、A−A′線断面においてはベース
用のコンタクトプラグは配置されていない。そして、エ
ミッタ用のコンタクトプラグ118bに対するべース用
のコンタクトプラグ118cと、コレクタ用のコンタク
トプラグ118aは、エミッタ用のコンタクトプラグ1
18bを中心として直交する方向に配置され、そして、
エミッタ用金属配線119bとべース用金属配線119
cの間隔、および、エミッタ用金属配線119bとコレ
クタ用金属配線119aの間隔は、最小間隔のcで配置
されている。
て、実施例に基づいて図面を参照して詳細に説明する。 [第1の実施例]図1(a)は、本発明の第1の実施例
によるマルチエミッタ構造のバイポーラトランジスタの
平面レイアウトを、また、図1(b)は、図1(a)の
A−A′線での断面図を示す。本発明の第1の実施例で
のエミッタ、コレクタ、べース用の各コンタクトプラグ
の平面的な配置は、図1(a)のA−A′線の左側か
ら、コレクタ−エミッタ−コレクタ−エミッタ−コレク
タの順となっていて、A−A′線断面においてはベース
用のコンタクトプラグは配置されていない。そして、エ
ミッタ用のコンタクトプラグ118bに対するべース用
のコンタクトプラグ118cと、コレクタ用のコンタク
トプラグ118aは、エミッタ用のコンタクトプラグ1
18bを中心として直交する方向に配置され、そして、
エミッタ用金属配線119bとべース用金属配線119
cの間隔、および、エミッタ用金属配線119bとコレ
クタ用金属配線119aの間隔は、最小間隔のcで配置
されている。
【0014】そして、図1(b)に示されるように、エ
ミッタ引き出し電極112は、エミッタ引き出しポリシ
リコン層112aとエミッタ引き出しシリサイド層11
2bの2層膜により形成され、ベース引き出し電極10
9は、概略ベース引き出しポリシリコン層109aとベ
ース引き出しシリサイド層109bの2層膜によって形
成されている。また、コレクタ引き出し領域106上に
コレクタ引き出しシリサイド層116が形成されてい
る。これらのシリサイド層112b、109b、116
には、チタン、コバルト等のシリサイドが用いられてい
る。ここで、図1(b)に示されるように、ベース−コ
レクタ間の絶縁分離距離eは、A−A′線断面の第2の
素子分離絶縁膜105上にベース用金属配線119cが
形成されていないので、図11(b)に示した従来技術
の絶縁分離距離bと等しくなされている。
ミッタ引き出し電極112は、エミッタ引き出しポリシ
リコン層112aとエミッタ引き出しシリサイド層11
2bの2層膜により形成され、ベース引き出し電極10
9は、概略ベース引き出しポリシリコン層109aとベ
ース引き出しシリサイド層109bの2層膜によって形
成されている。また、コレクタ引き出し領域106上に
コレクタ引き出しシリサイド層116が形成されてい
る。これらのシリサイド層112b、109b、116
には、チタン、コバルト等のシリサイドが用いられてい
る。ここで、図1(b)に示されるように、ベース−コ
レクタ間の絶縁分離距離eは、A−A′線断面の第2の
素子分離絶縁膜105上にベース用金属配線119cが
形成されていないので、図11(b)に示した従来技術
の絶縁分離距離bと等しくなされている。
【0015】次に、図2および図3を参照して第1の実
施例の製造方法について説明する。図2(a)、(b)
および図3(a)、(b)は、本発明の第1の実施例の
製造方法を説明するための工程順断面図である。まず、
図2(a)に示すように、p型シリコン基板101上に
n+ 型埋込層102をマスクを用いて選択的に形成し、
次に、n型エピタキシャル層103を0.4μm〜数μ
mの厚さに成長させる。次に、エミッタ/ベース形成領
域108およびコレクタ引き出し領域106の形成され
る領域を囲む広くて浅い溝をn+型埋込層102まで達
しない深さに形成し、次いで、トランジスタ形成領域を
区画する、0.4μm〜2μm幅の狭くて深い溝をn+
型埋込層102を貫通する深さに形成し、狭くて深い溝
と広くて浅い溝の双方の内部を酸化膜などの絶縁膜で完
全に埋め込んで、第1の素子分離絶縁膜104と第2の
素子分離絶縁膜105を形成する。続いて、5〜30n
mの酸化膜からなる第1の絶縁膜107を熱酸化法など
の方法により形成し、さらに選択的イオン注入技術を用
いてn+ 型にドープされたコレクタ引き出し領域106
を形成する。
施例の製造方法について説明する。図2(a)、(b)
および図3(a)、(b)は、本発明の第1の実施例の
製造方法を説明するための工程順断面図である。まず、
図2(a)に示すように、p型シリコン基板101上に
n+ 型埋込層102をマスクを用いて選択的に形成し、
次に、n型エピタキシャル層103を0.4μm〜数μ
mの厚さに成長させる。次に、エミッタ/ベース形成領
域108およびコレクタ引き出し領域106の形成され
る領域を囲む広くて浅い溝をn+型埋込層102まで達
しない深さに形成し、次いで、トランジスタ形成領域を
区画する、0.4μm〜2μm幅の狭くて深い溝をn+
型埋込層102を貫通する深さに形成し、狭くて深い溝
と広くて浅い溝の双方の内部を酸化膜などの絶縁膜で完
全に埋め込んで、第1の素子分離絶縁膜104と第2の
素子分離絶縁膜105を形成する。続いて、5〜30n
mの酸化膜からなる第1の絶縁膜107を熱酸化法など
の方法により形成し、さらに選択的イオン注入技術を用
いてn+ 型にドープされたコレクタ引き出し領域106
を形成する。
【0016】次に、図2(b)に示すように、エミッタ
/ベース形成領域108上の第1の絶縁膜107をフォ
トレジストなどのマスクを用いて選択的に除去し、成長
とイオン注入若しくは不純物ガスの添加された成長ガス
を用いた堆積によりp型にドープされた膜厚10〜40
nmのポリシリコン膜を形成する。そして、その上に膜
厚5〜20nmの酸化膜若しくは窒化膜からなる第2の
絶縁膜110を形成し、フォトレジストなどのマスクを
形成した後、異方性エッチング技術により中央部にエミ
ッタ開口108aを有するベース引き出しポリシリコン
層109aを形成する。
/ベース形成領域108上の第1の絶縁膜107をフォ
トレジストなどのマスクを用いて選択的に除去し、成長
とイオン注入若しくは不純物ガスの添加された成長ガス
を用いた堆積によりp型にドープされた膜厚10〜40
nmのポリシリコン膜を形成する。そして、その上に膜
厚5〜20nmの酸化膜若しくは窒化膜からなる第2の
絶縁膜110を形成し、フォトレジストなどのマスクを
形成した後、異方性エッチング技術により中央部にエミ
ッタ開口108aを有するベース引き出しポリシリコン
層109aを形成する。
【0017】次に、図3(a)に示すように、B、BF
2 等のイオン注入、又は、ガスからの熱拡散による不純
物の導入などを行うことにより真性ベース領域114を
形成する。その後、5〜20nmの酸化膜もしくは窒化
膜からなる第3の絶縁膜111を形成し、異方性エッチ
ングを行ってベース引き出しポリシリコン層109aの
側面にサイドウォール形成する。次に、成長とイオン注
入、若しくは不純物を含む成長ガスを用いた堆積などに
よりn+ 型にドープされた膜厚10〜40nmのポリシ
リコンを形成し、フォトレジスト膜120からなるマス
クを形成した後、異方牲エッチングを行ってエミッタ引
き出しポリシリコン層112aを形成する。その後、フ
ォトレジストをマスクとしてコレクタ引き出し領域10
6上の第1の絶縁膜107を異方性エッチングにより除
去する。
2 等のイオン注入、又は、ガスからの熱拡散による不純
物の導入などを行うことにより真性ベース領域114を
形成する。その後、5〜20nmの酸化膜もしくは窒化
膜からなる第3の絶縁膜111を形成し、異方性エッチ
ングを行ってベース引き出しポリシリコン層109aの
側面にサイドウォール形成する。次に、成長とイオン注
入、若しくは不純物を含む成長ガスを用いた堆積などに
よりn+ 型にドープされた膜厚10〜40nmのポリシ
リコンを形成し、フォトレジスト膜120からなるマス
クを形成した後、異方牲エッチングを行ってエミッタ引
き出しポリシリコン層112aを形成する。その後、フ
ォトレジストをマスクとしてコレクタ引き出し領域10
6上の第1の絶縁膜107を異方性エッチングにより除
去する。
【0018】次に、図3(b)に示すように、スパッタ
法等により、10〜50nmの膜厚にチタン、コバルト
を堆積し、窒素雰囲気若しくはアルゴンと窒素が混合さ
れた雰囲気中でチタン若しくはコバルトとシリコンを反
応させてシリサイド層を形成した後不要のチタン若しく
はコバルトを除去することにより、ベース引き出しポリ
シリコン層109a、コレクタ引き出し領域106、エ
ミッタ引き出しポリシリコン層112aの表面に、それ
ぞれベース引き出しシリサイド層109b、コレクタ引
き出しシリサイド層116、エミッタ引き出しシリサイ
ド層112bを形成する。その後に、酸化膜およびボロ
ンとリンを含んだ酸化膜の積層膜からなる層間絶縁膜1
17を形成し、所望の位置にコンタクトホールを開口し
た後、バリアメタルを含むコンタクトプラグ118a〜
118cを形成する。続いて、Al合金や銅等からなる
金属膜を形成し、異方位エッチング技術により金属膜を
パターニングしてコレクタ用金属配線119a、エミッ
タ用金属配線119b、ベース用金属配線119cを形
成すれば、図1に示した第1の実施例の半導体装置が得
られる。
法等により、10〜50nmの膜厚にチタン、コバルト
を堆積し、窒素雰囲気若しくはアルゴンと窒素が混合さ
れた雰囲気中でチタン若しくはコバルトとシリコンを反
応させてシリサイド層を形成した後不要のチタン若しく
はコバルトを除去することにより、ベース引き出しポリ
シリコン層109a、コレクタ引き出し領域106、エ
ミッタ引き出しポリシリコン層112aの表面に、それ
ぞれベース引き出しシリサイド層109b、コレクタ引
き出しシリサイド層116、エミッタ引き出しシリサイ
ド層112bを形成する。その後に、酸化膜およびボロ
ンとリンを含んだ酸化膜の積層膜からなる層間絶縁膜1
17を形成し、所望の位置にコンタクトホールを開口し
た後、バリアメタルを含むコンタクトプラグ118a〜
118cを形成する。続いて、Al合金や銅等からなる
金属膜を形成し、異方位エッチング技術により金属膜を
パターニングしてコレクタ用金属配線119a、エミッ
タ用金属配線119b、ベース用金属配線119cを形
成すれば、図1に示した第1の実施例の半導体装置が得
られる。
【0019】[第2の実施例]図4(a)は、本発明の
第2の実施例によるマルチエミッタ構造のバイポーラト
ランジスタの平面レイアウトを、また、図4(b)は、
図4(a)のB−B′線での断面図を示す。この第2の
実施例の図1に示した第1の実施例と相違する点は、エ
ミッタ電極間に形成されていたコレクタ電極を削除し、
2つに分けられていたベース引き出し電極109とベー
ス用金属配線119cをそれぞれ1つにまとめた点であ
る。第1の実施例に対して、コレクタ抵抗が若干上昇す
るがこれを許容できる場合には第2の実施例を採用する
ことができる。これにより、第1の実施例に対しベース
抵抗の低減と、コレクタ−ベース間寄生容量、コレクタ
−基板間寄生容量の一層の低減を実現することができ
る。第2の実施例において、さらにコレクタ抵抗の上昇
が許される場合には、図1の実施例に対し、中央部のコ
レクタ電極のみを残し両サイドのコレクタ電極を除去す
ることも可能である。この場合にも、図4に示した第2
の実施例と同様に、ベース引き出し電極109は、連続
した1枚の導電膜として形成することが望ましい。
第2の実施例によるマルチエミッタ構造のバイポーラト
ランジスタの平面レイアウトを、また、図4(b)は、
図4(a)のB−B′線での断面図を示す。この第2の
実施例の図1に示した第1の実施例と相違する点は、エ
ミッタ電極間に形成されていたコレクタ電極を削除し、
2つに分けられていたベース引き出し電極109とベー
ス用金属配線119cをそれぞれ1つにまとめた点であ
る。第1の実施例に対して、コレクタ抵抗が若干上昇す
るがこれを許容できる場合には第2の実施例を採用する
ことができる。これにより、第1の実施例に対しベース
抵抗の低減と、コレクタ−ベース間寄生容量、コレクタ
−基板間寄生容量の一層の低減を実現することができ
る。第2の実施例において、さらにコレクタ抵抗の上昇
が許される場合には、図1の実施例に対し、中央部のコ
レクタ電極のみを残し両サイドのコレクタ電極を除去す
ることも可能である。この場合にも、図4に示した第2
の実施例と同様に、ベース引き出し電極109は、連続
した1枚の導電膜として形成することが望ましい。
【0020】[第3の実施例]図5(a)は、本発明の
第3の実施例によるマルチエミッタ構造のバイポーラト
ランジスタの平面レイアウトを、また、図5(b)は、
図5(a)のC−C′線での断面図を示す。本実施例に
おいては、図5に示されるように、コレクタ電極のコン
タクトプラグ118aとエミッタ電極のコンタクトプラ
グ118bは一列に並んでいて、その並びの両端にベー
ス電極のコンタクトプラグ118cが配置されている。
図1(a)に示した本発明の第1の実施例の平面レイア
ウトでは、ベース用金属配線119cを、エミッタ電極
とコレクタ電極との配列の片側でベース引き出し電極1
09に接続しているため、特にエミッタ長を図1(a)
のA−A′線に対し垂直方向に伸ばした場合、ベース用
金属配線119cのコンタクトプラグ118cから最も
離れたベース領域端部で、(シリサイド層116の配線
抵抗は数Ω/□と非常に低いが)ベース引き出し電極1
09の配線抵抗により電位ドロップが起こる可能性が生
じる。
第3の実施例によるマルチエミッタ構造のバイポーラト
ランジスタの平面レイアウトを、また、図5(b)は、
図5(a)のC−C′線での断面図を示す。本実施例に
おいては、図5に示されるように、コレクタ電極のコン
タクトプラグ118aとエミッタ電極のコンタクトプラ
グ118bは一列に並んでいて、その並びの両端にベー
ス電極のコンタクトプラグ118cが配置されている。
図1(a)に示した本発明の第1の実施例の平面レイア
ウトでは、ベース用金属配線119cを、エミッタ電極
とコレクタ電極との配列の片側でベース引き出し電極1
09に接続しているため、特にエミッタ長を図1(a)
のA−A′線に対し垂直方向に伸ばした場合、ベース用
金属配線119cのコンタクトプラグ118cから最も
離れたベース領域端部で、(シリサイド層116の配線
抵抗は数Ω/□と非常に低いが)ベース引き出し電極1
09の配線抵抗により電位ドロップが起こる可能性が生
じる。
【0021】これに対し、本発明の第3の実施例でのエ
ミッタ、コレクタ、ベースの各コンタクトプラグの平面
的な配置は、図5(a)のC−C′線の左側から順に、
ベース−コレクタ−エミッタ−コレクタ−エミッタ−コ
レクタ−ベースの順になっているため上記の問題を避け
ることができる。また、この第3の実施例においても、
ベース−コレクタ間の絶縁分離距離eは、第1の実施例
と同様に、e=bとなっている。
ミッタ、コレクタ、ベースの各コンタクトプラグの平面
的な配置は、図5(a)のC−C′線の左側から順に、
ベース−コレクタ−エミッタ−コレクタ−エミッタ−コ
レクタ−ベースの順になっているため上記の問題を避け
ることができる。また、この第3の実施例においても、
ベース−コレクタ間の絶縁分離距離eは、第1の実施例
と同様に、e=bとなっている。
【0022】次に、図6および図7を参照して第3の実
施例の製造方法について説明する。図6(a)、(b)
および図7(a)、(b)は、第3の実施例の製造方法
を説明するための工程順の断面図である。まず、図6
(a)に示すように、p型シリコン基板101上にn+
型埋込層102をマスクを用いて選択的に形成し、次
に、n型エピタキシャル層103を0.4μm〜数μm
の厚さに成長させる。次に、エミッタ/ベース形成領域
108およびコレクタ引き出し領域106の形成される
領域を囲む広くて浅い溝をn+型埋込層102まで達し
ない深さに形成し、次いで、トランジスタ形成領域を区
画する、0.4μm〜2μm幅の狭くて深い溝をn+ 型
埋込層102を貫通するように形成し、狭くて深い溝と
広くて浅い溝の双方の内部を酸化膜などの絶縁膜で完全
に埋め込んで、第1の素子分離絶縁膜104と第2の素
子分離絶縁膜105を形成する。続いて、5〜30nm
の酸化膜からなる第1の絶縁膜107を熱酸化法などの
方法により形成し、さらに選択的イオン注入技術を用い
てn+ 型にドープされたコレクタ引き出し領域106を
形成する。
施例の製造方法について説明する。図6(a)、(b)
および図7(a)、(b)は、第3の実施例の製造方法
を説明するための工程順の断面図である。まず、図6
(a)に示すように、p型シリコン基板101上にn+
型埋込層102をマスクを用いて選択的に形成し、次
に、n型エピタキシャル層103を0.4μm〜数μm
の厚さに成長させる。次に、エミッタ/ベース形成領域
108およびコレクタ引き出し領域106の形成される
領域を囲む広くて浅い溝をn+型埋込層102まで達し
ない深さに形成し、次いで、トランジスタ形成領域を区
画する、0.4μm〜2μm幅の狭くて深い溝をn+ 型
埋込層102を貫通するように形成し、狭くて深い溝と
広くて浅い溝の双方の内部を酸化膜などの絶縁膜で完全
に埋め込んで、第1の素子分離絶縁膜104と第2の素
子分離絶縁膜105を形成する。続いて、5〜30nm
の酸化膜からなる第1の絶縁膜107を熱酸化法などの
方法により形成し、さらに選択的イオン注入技術を用い
てn+ 型にドープされたコレクタ引き出し領域106を
形成する。
【0023】次に、図6(b)に示すように、エミッタ
/ベース形成領域108上の第1の絶縁膜107をフォ
トレジストなどのマスクを用いて選択的に除去し、成長
とイオン注入若しくは不純物ガスの添加された成長ガス
を用いた堆積によりp型にドープされた膜厚10〜40
nmのポリシリコン膜を形成する。そして、その上に膜
厚5〜20nmの酸化膜若しくは窒化膜からなる第2の
絶縁膜110を形成し、フォトレジストなどのマスクを
形成した後、異方性エッチング技術により中央部にエミ
ッタ開口108aを有するベース引き出しポリシリコン
層109aを形成する。
/ベース形成領域108上の第1の絶縁膜107をフォ
トレジストなどのマスクを用いて選択的に除去し、成長
とイオン注入若しくは不純物ガスの添加された成長ガス
を用いた堆積によりp型にドープされた膜厚10〜40
nmのポリシリコン膜を形成する。そして、その上に膜
厚5〜20nmの酸化膜若しくは窒化膜からなる第2の
絶縁膜110を形成し、フォトレジストなどのマスクを
形成した後、異方性エッチング技術により中央部にエミ
ッタ開口108aを有するベース引き出しポリシリコン
層109aを形成する。
【0024】次に、図7(a)に示すように、B、BF
2 等のイオン注入、又は、ガスからの熱拡散による不純
物の導入などを行うことにより真性ベース領域114を
形成する。次いで、5〜20nmの酸化膜もしくは窒化
膜からなる第3の絶縁膜111を形成し、異方性エッチ
ングを行ってベース引き出しポリシリコン層109aの
側面にサイドウォール形成する。次に、成長とイオン注
入、若しくは不純物を含む成長ガスを用いた堆積などに
よりn+ 型にドープされた膜厚10〜40nmのポリシ
リコンを形成し、フォトレジスト膜120からなるマス
クを形成した後、異方牲エッチングを行ってエミッタ引
き出しポリシリコン層112aを形成する。その後、フ
ォトレジストをマスクとしてコレクタ引き出し領域10
6上の第1の絶縁膜107を異方性エッチングにより除
去する。
2 等のイオン注入、又は、ガスからの熱拡散による不純
物の導入などを行うことにより真性ベース領域114を
形成する。次いで、5〜20nmの酸化膜もしくは窒化
膜からなる第3の絶縁膜111を形成し、異方性エッチ
ングを行ってベース引き出しポリシリコン層109aの
側面にサイドウォール形成する。次に、成長とイオン注
入、若しくは不純物を含む成長ガスを用いた堆積などに
よりn+ 型にドープされた膜厚10〜40nmのポリシ
リコンを形成し、フォトレジスト膜120からなるマス
クを形成した後、異方牲エッチングを行ってエミッタ引
き出しポリシリコン層112aを形成する。その後、フ
ォトレジストをマスクとしてコレクタ引き出し領域10
6上の第1の絶縁膜107を異方性エッチングにより除
去する。
【0025】次に、図7(b)に示すように、スパッタ
法等により、10〜50nmの膜厚にチタン、コバルト
を堆積し、窒素雰囲気若しくはアルゴンと窒素が混合さ
れた雰囲気中でチタン若しくはコバルトとシリコンを反
応させてシリサイドを形成した後不要のチタン若しくは
コバルトを除去することにより、ベース引き出しポリシ
リコン層109a、コレクタ引き出し領域106、エミ
ッタ引き出しポリシリコン層112aの表面に、それぞ
れベース引き出しシリサイド層109b、コレクタ引き
出しシリサイド層116、エミッタ引き出しシリサイド
層112bを形成する。その後に、酸化膜およびボロン
とリンを含んだ酸化膜の積層膜からなる層間絶縁膜11
7を形成し、所望に位置にコンタクトホールを開口した
後、バリアメタルを含むコンタクトプラグ118a〜1
18cを形成する。続いて、Al合金や銅等からなる金
属膜を形成し、異方位エッチング技術により金属膜をパ
ターニングしてコレクタ用金属配線119a、エミッタ
用金属配線119b、ベース用金属配線119cを形成
すれば、図5に示した第3の実施例の半導体装置が得ら
れる。
法等により、10〜50nmの膜厚にチタン、コバルト
を堆積し、窒素雰囲気若しくはアルゴンと窒素が混合さ
れた雰囲気中でチタン若しくはコバルトとシリコンを反
応させてシリサイドを形成した後不要のチタン若しくは
コバルトを除去することにより、ベース引き出しポリシ
リコン層109a、コレクタ引き出し領域106、エミ
ッタ引き出しポリシリコン層112aの表面に、それぞ
れベース引き出しシリサイド層109b、コレクタ引き
出しシリサイド層116、エミッタ引き出しシリサイド
層112bを形成する。その後に、酸化膜およびボロン
とリンを含んだ酸化膜の積層膜からなる層間絶縁膜11
7を形成し、所望に位置にコンタクトホールを開口した
後、バリアメタルを含むコンタクトプラグ118a〜1
18cを形成する。続いて、Al合金や銅等からなる金
属膜を形成し、異方位エッチング技術により金属膜をパ
ターニングしてコレクタ用金属配線119a、エミッタ
用金属配線119b、ベース用金属配線119cを形成
すれば、図5に示した第3の実施例の半導体装置が得ら
れる。
【0026】[第4の実施例]図8(a)は、本発明の
第2の実施例によるマルチエミッタ構造のバイポーラト
ランジスタの平面レイアウトを、また、図8(b)は、
図8(a)のD−D′線での断面図を示す。この第4の
実施例の図5に示した第3の実施例と相違する点は、エ
ミッタ電極間に形成されていたコレクタ電極を削除した
点である。第3の実施例に対して、コレクタ抵抗が若干
上昇するがこれを許容できる場合には第4の実施例を採
用することができる。これにより、第3の実施例に対
し、コレクタ−ベース間寄生容量、コレクタ−基板間寄
生容量を一層低減することができる。第4の実施例にお
いて、さらにコレクタ抵抗の上昇が許される場合には、
図5の実施例に対し、中央部のコレクタ電極のみを残し
両サイドのコレクタ電極を除去することも可能である。
このようにする場合には、第4の実施例に比較してベー
ス抵抗を低減し、コレクタ−ベース間寄生容量、コレク
タ−基板間寄生容量の一層の低減を実現することができ
る。尚、第3、第4の実施例において、ベース引き出し
電極の配線抵抗が十分低ければ、片端にのみにベース引
き出し電極に対するコンタクトプラグ118cを配置
し、片側のみにおいて金属配線を引き出すようにしても
よい。
第2の実施例によるマルチエミッタ構造のバイポーラト
ランジスタの平面レイアウトを、また、図8(b)は、
図8(a)のD−D′線での断面図を示す。この第4の
実施例の図5に示した第3の実施例と相違する点は、エ
ミッタ電極間に形成されていたコレクタ電極を削除した
点である。第3の実施例に対して、コレクタ抵抗が若干
上昇するがこれを許容できる場合には第4の実施例を採
用することができる。これにより、第3の実施例に対
し、コレクタ−ベース間寄生容量、コレクタ−基板間寄
生容量を一層低減することができる。第4の実施例にお
いて、さらにコレクタ抵抗の上昇が許される場合には、
図5の実施例に対し、中央部のコレクタ電極のみを残し
両サイドのコレクタ電極を除去することも可能である。
このようにする場合には、第4の実施例に比較してベー
ス抵抗を低減し、コレクタ−ベース間寄生容量、コレク
タ−基板間寄生容量の一層の低減を実現することができ
る。尚、第3、第4の実施例において、ベース引き出し
電極の配線抵抗が十分低ければ、片端にのみにベース引
き出し電極に対するコンタクトプラグ118cを配置
し、片側のみにおいて金属配線を引き出すようにしても
よい。
【0027】[第5の実施例]図9(a)は、本発明の
第5の実施例によるマルチエミッタ構造のバイポーラト
ランジスタの平面レイアウトを、また、図9(b)は、
図9(a)のE−E′線での断面図を示す。本実施例の
図1に示した第1の実施例と相違する点は、第1の実施
例において用いられていたn+ 型埋込層102とn型エ
ピタキシャル層103とが用いられておらず、代わりに
イオン注入により形成されたコレクタ領域103aが用
いられている点と、コレクタ引き出し領域106aが第
1の実施例の場合のコレクタ引き出し106より浅く形
成されている点である。
第5の実施例によるマルチエミッタ構造のバイポーラト
ランジスタの平面レイアウトを、また、図9(b)は、
図9(a)のE−E′線での断面図を示す。本実施例の
図1に示した第1の実施例と相違する点は、第1の実施
例において用いられていたn+ 型埋込層102とn型エ
ピタキシャル層103とが用いられておらず、代わりに
イオン注入により形成されたコレクタ領域103aが用
いられている点と、コレクタ引き出し領域106aが第
1の実施例の場合のコレクタ引き出し106より浅く形
成されている点である。
【0028】近年、プロセス上のコスト低減の観点か
ら、n型不純物を高エネルギーで打ち込むことにより、
p型シリコン基板上に直接コレクタ領域を形成すること
が行われるようになってきているが、第5の実施例はこ
の技術を採用したものである。この技術を用いた場合、
n+ 型埋込層が形成されないので、従来構造(図12)
の場合、コレクタ抵抗が10〜50Ωから100〜50
0Ωと非常に高くなるが、本実施例では、ベース−コレ
クタ間絶縁分離距離eが、第1の実施例の場合と同様
に、最小寸法のbとなるので、コレクタ領域が狭くな
り、上記したコレクタ抵抗の上昇を抑制することができ
る。
ら、n型不純物を高エネルギーで打ち込むことにより、
p型シリコン基板上に直接コレクタ領域を形成すること
が行われるようになってきているが、第5の実施例はこ
の技術を採用したものである。この技術を用いた場合、
n+ 型埋込層が形成されないので、従来構造(図12)
の場合、コレクタ抵抗が10〜50Ωから100〜50
0Ωと非常に高くなるが、本実施例では、ベース−コレ
クタ間絶縁分離距離eが、第1の実施例の場合と同様
に、最小寸法のbとなるので、コレクタ領域が狭くな
り、上記したコレクタ抵抗の上昇を抑制することができ
る。
【0029】次に、図10を参照して第5の実施例の製
造方法について説明する。図10(a)、(b)は、本
発明の第5の実施例の製造方法を説明するための工程順
断面図である。まず、図10(a)に示すように、p型
シリコン基板101内に、リン(P)を、5×1013〜
5×1014/cm2 のドーズ量で500keV〜2Me
Vの注入エネルギーで打ち込み、コレクタ領域103a
を形成する。次に、エミッタ/ベース形成領域108お
よびコレクタ引き出し領域106aの形成される領域を
囲む広くて浅い溝をコレクタ領域103aの底面にまで
達しない深さに形成し、次いで、トランジスタ形成領域
を区画する、0.4μm〜2μm幅の狭くて深い溝をコ
レクタ領域103aを貫通する深さに形成し、狭くて深
い溝と広くて浅い溝の双方の内部を酸化膜などの絶縁膜
で完全に埋め込んで、第1の素子分離絶縁膜104と第
2の素子分離絶縁膜105を形成する。続いて、5〜3
0nmの酸化膜からなる第1の絶縁膜107を熱酸化法
などの方法により形成する。
造方法について説明する。図10(a)、(b)は、本
発明の第5の実施例の製造方法を説明するための工程順
断面図である。まず、図10(a)に示すように、p型
シリコン基板101内に、リン(P)を、5×1013〜
5×1014/cm2 のドーズ量で500keV〜2Me
Vの注入エネルギーで打ち込み、コレクタ領域103a
を形成する。次に、エミッタ/ベース形成領域108お
よびコレクタ引き出し領域106aの形成される領域を
囲む広くて浅い溝をコレクタ領域103aの底面にまで
達しない深さに形成し、次いで、トランジスタ形成領域
を区画する、0.4μm〜2μm幅の狭くて深い溝をコ
レクタ領域103aを貫通する深さに形成し、狭くて深
い溝と広くて浅い溝の双方の内部を酸化膜などの絶縁膜
で完全に埋め込んで、第1の素子分離絶縁膜104と第
2の素子分離絶縁膜105を形成する。続いて、5〜3
0nmの酸化膜からなる第1の絶縁膜107を熱酸化法
などの方法により形成する。
【0030】次に、図10(b)に示すように、エミッ
タ/ベース形成領域108上の第1の絶縁膜107をフ
ォトレジストなどのマスクを用いて選択的に除去し、成
長とイオン注入、若しくは不純物を含む成長ガスを用い
た堆積などによりp型にドープされた膜厚10〜40n
mのポリシリコン膜を形成する。そして、その上に膜厚
5〜20nmの酸化膜若しくは窒化膜からなる第2の絶
縁膜110を形成し、フォトレジストなどのマスクを形
成した後、異方性エッチング技術により中央部にエミッ
タ開口を有する短冊状のベース引き出しポリシリコン層
109aを形成する。
タ/ベース形成領域108上の第1の絶縁膜107をフ
ォトレジストなどのマスクを用いて選択的に除去し、成
長とイオン注入、若しくは不純物を含む成長ガスを用い
た堆積などによりp型にドープされた膜厚10〜40n
mのポリシリコン膜を形成する。そして、その上に膜厚
5〜20nmの酸化膜若しくは窒化膜からなる第2の絶
縁膜110を形成し、フォトレジストなどのマスクを形
成した後、異方性エッチング技術により中央部にエミッ
タ開口を有する短冊状のベース引き出しポリシリコン層
109aを形成する。
【0031】次に、B、BF2 等のイオン注入、又は、
ガスからの熱拡散による不純物の導入などを行うことに
より真性ベース領域114を形成する。その後、5〜2
0nmの酸化膜もしくは窒化膜からなる第3の絶縁膜1
11を形成し、異方性エッチングを行ってベース引き出
しポリシリコン層109aの側面にサイドウォール形成
する。続いて、選択的イオン注入技術を用いてn+ 型に
ドープされたコレクタ引き出し領域106aを形成す
る。次に、成長とイオン注入、若しくは不純物を含む成
長ガスを用いた堆積などによりn+ 型にドープされた膜
厚10〜40nmのポリシリコン膜を形成し、フォトレ
ジスト膜120からなるマスクを形成した後、異方牲エ
ッチングを行ってエミッタ引き出しポリシリコン層11
2aを形成する。その後、フォトレジストをマスクとし
てコレクタ引き出し領域106a上の第1の絶縁膜10
7を異方性エッチングにより除去する。
ガスからの熱拡散による不純物の導入などを行うことに
より真性ベース領域114を形成する。その後、5〜2
0nmの酸化膜もしくは窒化膜からなる第3の絶縁膜1
11を形成し、異方性エッチングを行ってベース引き出
しポリシリコン層109aの側面にサイドウォール形成
する。続いて、選択的イオン注入技術を用いてn+ 型に
ドープされたコレクタ引き出し領域106aを形成す
る。次に、成長とイオン注入、若しくは不純物を含む成
長ガスを用いた堆積などによりn+ 型にドープされた膜
厚10〜40nmのポリシリコン膜を形成し、フォトレ
ジスト膜120からなるマスクを形成した後、異方牲エ
ッチングを行ってエミッタ引き出しポリシリコン層11
2aを形成する。その後、フォトレジストをマスクとし
てコレクタ引き出し領域106a上の第1の絶縁膜10
7を異方性エッチングにより除去する。
【0032】その後、スパッタ法等により、10〜50
nmの膜厚にチタン、コバルトを堆積し、窒素雰囲気若
しくはアルゴンと窒素が混合された雰囲気中でチタン若
しくはコバルトとシリコンを反応させてシリサイド層を
形成した後不要のチタン若しくはコバルトを除去するこ
とにより、ベース引き出しポリシリコン層109a、コ
レクタ引き出し領域106a、エミッタ引き出しポリシ
リコン層112aの表面に、それぞれベース引き出しシ
リサイド層109b、コレクタ引き出しシリサイド層1
16、エミッタ引き出しシリサイド層112bを形成す
る。その後に、酸化膜およびボロンとリンを含んだ酸化
膜の積層膜からなる層間絶縁膜117を形成し、所望の
位置にコンタクトホールを開口した後、バリアメタルを
含むコンタクトプラグ118a〜118cを形成する。
続いて、Al合金や銅等からなる金属膜を形成し、異方
位エッチング技術により金属膜をパターニングしてコレ
クタ用金属配線119a、エミッタ用金属配線119
b、ベース用金属配線119cを形成すれば、図9に示
した本実施例の半導体装置が得られる。
nmの膜厚にチタン、コバルトを堆積し、窒素雰囲気若
しくはアルゴンと窒素が混合された雰囲気中でチタン若
しくはコバルトとシリコンを反応させてシリサイド層を
形成した後不要のチタン若しくはコバルトを除去するこ
とにより、ベース引き出しポリシリコン層109a、コ
レクタ引き出し領域106a、エミッタ引き出しポリシ
リコン層112aの表面に、それぞれベース引き出しシ
リサイド層109b、コレクタ引き出しシリサイド層1
16、エミッタ引き出しシリサイド層112bを形成す
る。その後に、酸化膜およびボロンとリンを含んだ酸化
膜の積層膜からなる層間絶縁膜117を形成し、所望の
位置にコンタクトホールを開口した後、バリアメタルを
含むコンタクトプラグ118a〜118cを形成する。
続いて、Al合金や銅等からなる金属膜を形成し、異方
位エッチング技術により金属膜をパターニングしてコレ
クタ用金属配線119a、エミッタ用金属配線119
b、ベース用金属配線119cを形成すれば、図9に示
した本実施例の半導体装置が得られる。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、エミッ
タ/ベース形成領域が複数個あるマルチエミッタ構造の
セルフアライン型バイポーラトランジスタにおいて、エ
ミッタ/ベース形成領域とコレクタ引き出し領域とを1
列に配列し、この配列の外部にベース引き出し電極を引
き出し、その引き出した位置に金属配線のためのコンタ
クトホールを形成するものであるので、ベース−コレク
タ間の絶縁分離の距離をコレクタ−ベース間の絶縁耐圧
で決まる最小間隔とすることができる。したがって、本
発明によれば、コレクタ埋込層の面積を縮小することが
でき、素子面積を縮小することが出来る外、コレクタ抵
抗、コレクタ−ベース間容量、コレクタ−基板間容量を
低減することができる。実際、本発明の実施例によれ
ば、図12に示した従来例に対して、コレクタ抵抗、コ
レクタ−ベース間容量、コレクタ−基板間容量をそれぞ
れ、5〜10%、〜10%、35〜45%ずつ低減する
ことができた。
タ/ベース形成領域が複数個あるマルチエミッタ構造の
セルフアライン型バイポーラトランジスタにおいて、エ
ミッタ/ベース形成領域とコレクタ引き出し領域とを1
列に配列し、この配列の外部にベース引き出し電極を引
き出し、その引き出した位置に金属配線のためのコンタ
クトホールを形成するものであるので、ベース−コレク
タ間の絶縁分離の距離をコレクタ−ベース間の絶縁耐圧
で決まる最小間隔とすることができる。したがって、本
発明によれば、コレクタ埋込層の面積を縮小することが
でき、素子面積を縮小することが出来る外、コレクタ抵
抗、コレクタ−ベース間容量、コレクタ−基板間容量を
低減することができる。実際、本発明の実施例によれ
ば、図12に示した従来例に対して、コレクタ抵抗、コ
レクタ−ベース間容量、コレクタ−基板間容量をそれぞ
れ、5〜10%、〜10%、35〜45%ずつ低減する
ことができた。
【図1】本発明の第1の実施例のバイポーラトランジス
タの構造を説明するための平面図および断面図。
タの構造を説明するための平面図および断面図。
【図2】本発明の第1の実施例のバイポーラトランジス
タの製造方法を説明するための工程断面図の一部。
タの製造方法を説明するための工程断面図の一部。
【図3】本発明の第1の実施例のバイポーラトランジス
タの製造方法を説明するための、図2の工程に続く工程
での工程断面図。
タの製造方法を説明するための、図2の工程に続く工程
での工程断面図。
【図4】本発明の第2の実施例のバイポーラトランジス
タの構造を説明するための平面図および断面図。
タの構造を説明するための平面図および断面図。
【図5】本発明の第3の実施例のバイポーラトランジス
タの構造を説明するための平面図および断面図。
タの構造を説明するための平面図および断面図。
【図6】本発明の第3の実施例のバイポーラトランジス
タの製造方法を説明するための工程断面図の一部。
タの製造方法を説明するための工程断面図の一部。
【図7】本発明の第3の実施例のバイポーラトランジス
タの製造方法を説明するための、図6の工程に続く工程
での工程断面図。
タの製造方法を説明するための、図6の工程に続く工程
での工程断面図。
【図8】本発明の第4の実施例のバイポーラトランジス
タの構造を説明するための平面図および断面図。
タの構造を説明するための平面図および断面図。
【図9】本発明の第5の実施例のバイポーラトランジス
タの構造を説明するための平面図および断面図。
タの構造を説明するための平面図および断面図。
【図10】本発明の第5の実施例のバイポーラトランジ
スタの製造方法を説明するための工程断面図。
スタの製造方法を説明するための工程断面図。
【図11】従来技術により実現されるバイポーラトラン
ジスタの基本的構造を説明するための平面図および断面
図(第1の従来例)。
ジスタの基本的構造を説明するための平面図および断面
図(第1の従来例)。
【図12】従来技術によるマルチエミッタ構造のバイポ
ーラトランジスタでの第2の従来例の構造を説明するた
めの平面図および断面図。
ーラトランジスタでの第2の従来例の構造を説明するた
めの平面図および断面図。
【図13】従来技術によるマルチエミッタ構造のバイポ
ーラトランジスタでの第3の実現例の構造を説明するた
めの平面図および断面図。
ーラトランジスタでの第3の実現例の構造を説明するた
めの平面図および断面図。
101、201 p型シリコン基板 102、202 n+ 型埋込層 103、203 n型エピタキシャル層 103a コレクタ領域 104、204 第1の素子分離絶縁膜 105、205 第2の素子分離絶縁膜 106、106a、206 コレクタ引き出し領域 107、207 第1の絶縁膜 108、208 エミッタ/ベース形成領域 108a、208a エミッタ開口 109、209 ベース引き出し電極 109a ベース引き出しポリシリコン層 109b ベース引き出しシリサイド層 110、210 第2の絶縁膜 111、211 第3の絶縁膜 112、212 エミッタ引き出し電極 112a エミッタ引き出しポリシリコン層 112b エミッタ引き出しシリサイド層 113、213 外部ベース領域 114、214 真性ベース領域 115、215 エミッタ領域 116 コレクタ引き出しシリサイド層 117、217 層間絶縁膜 118a、218a コンタクトプラグ(コレクタ電
極) 118b、218b コンタクトプラグ(エミッタ電
極) 118c、218c コンタクトプラグ(ベース電極) 119a、219a コレクタ用金属配線 119b、219b エミッタ用金属配線 119c、219c ベース用金属配線 120 フォトレジスト膜
極) 118b、218b コンタクトプラグ(エミッタ電
極) 118c、218c コンタクトプラグ(ベース電極) 119a、219a コレクタ用金属配線 119b、219b エミッタ用金属配線 119c、219c ベース用金属配線 120 フォトレジスト膜
Claims (5)
- 【請求項1】 半導体基板上に形成された第1導電型の
コレクタ領域と、前記コレクタ領域内に形成された第1
導電型のコレクタ引き出し領域と、前記コレクタ領域上
に形成された、複数のエミッタ/ベース形成領域と前記
コレクタ引き出し領域上に開口を有する素子分離絶縁膜
と、前記エミッタ/ベース形成領域の前記コレクタ領域
の表面領域内に形成された第2導電型のベース領域と、
前記素子分離絶縁膜上から前記エミッタ/ベース形成領
域上に延在し前記ベース領域の外周部表面に接し前記エ
ミッタ/ベース形成領域の中央部にエミッタ開口を有す
るベース引き出し電極と、前記ベース領域の中央部表面
領域内に形成されたエミッタ拡散層と、前記エミッタ開
口内に前記ベース引き出し電極から絶縁されて形成され
た、前記エミッタ拡散層の表面に接するエミッタ引き出
し電極と、前記コレクタ引き出し領域上、前記ベース引
き出し電極上および前記エミッタ引き出し電極上にそれ
ぞれコンタクトホールが形成された、半導体基板上全面
を覆う層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に延在し、前記
コンタクトホールを介してそれぞれコレクタ引き出し領
域、ベース引き出し電極およびエミッタ引き出し電極に
接続された金属配線と、を有する半導体装置において、
複数の前記エミッタ/ベース形成領域と前記コレクタ引
き出し領域とが1列に配列され、かつ、前記ベース引き
出し電極が、前記エミッタ/ベース形成領域と前記コレ
クタ引き出し領域との配列の方向と直交する方向に引き
出されるか、若しくは、その配列の配列方向の外側に引
き出され、その引き出された領域にベース引き出し電極
に係るコンタクトホールが形成されていることを特徴と
する半導体装置。 - 【請求項2】 少なくとも前記ベース引き出し電極の一
部が、下層のポリシリコン層と上層のシリサイド層の2
層膜によって形成されていることを特徴とする請求項1
記載の半導体装置。 - 【請求項3】 前記エミッタ/ベース形成領域間に前記
コレクタ引き出し領域が配置され、かつ/または、前記
エミッタ/ベース形成領域の並びの外側に前記コレクタ
引き出し領域が配置されていることを特徴とする請求項
1または2記載の半導体装置。 - 【請求項4】 複数のエミッタ/ベース形成領域に係る
ベース引き出し電極がコレクタ引き出し領域上にて開口
を有する態様にて一体化され連続した導電膜として形成
されていることを特徴とする請求項1または2記載の半
導体装置。 - 【請求項5】 前記ベース引き出し電極に係るコンタク
トホールが、前記エミッタ/ベース形成領域と前記コレ
クタ引き出し領域との配列の配列方向若しくはこれと直
交する方向に引き出されたベース引き出し電極上に1個
のみ形成されていることを特徴とする請求項1または2
記載の半導体装置。
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