JPS58223367A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 け）発明の技術分野 本発明は半導体装置に関する。詳しくは、集積度が高く
、寄生ダイオードを伴わないバイポーラ型半導体装置に
関する。

（２）技術の背景 バイポーラトランジスタは、プレーナ技術にもとづいて
製造されることが一般である。すなわち、基板表面に形
成した酸化膜をマスクとしてなす選択的な拡散法を使用
してエミッタ、ベース、コレクタを順次形成する。その
ため、拡散工程を多数回必要とし、また、各素子間の分
離についても、従来、ｐｎ接合逆バイアス方式にもとづ
いてなされていたが、必ずしも分離効果が十分といえず
、これにかえて絶縁物による分離方法等が推奨されるが
、これには、さらに付加的工程を必要とされる上に技術
的にみても容易であるとは言い難い等の製造上の問題が
存在する。

（３）従来技術と問題点 第１図に一例として従来技術における一般的なｎｐｎ型
バイポーラトランジスタの基板断面図を示す。図におい
て、１はシリコン（８ｉ）よりなる基板であり、２は二
酸化シリコン（Ｓｉ０２）よりなる絶縁物層であり、３
．４．５はそれぞれコレクタ、ベース、エミッタであり
、３’　、４’　、５’はそれぞれコレクタ、ベース、
エミッタ電極コンタク）・用高濃度領域であり、６．７
．８はそれぞれアルミニラム（ＡＩ　）よりなるコレク
タ、ベース、エミッタ電極である。

このような構造を有するバイポーラトランジスタにあっ
Ｃは、」二記せる多重拡散工程や、素子分離工程等、製
造」−の繁雑さを伴うばかりでな（、ｐｎ接合を有する
ベース、コレクタ間にトランジスタとしては望ましくな
い寄生ダイオード効果が発生し、」ユ記ｐＨ接合の接合
面積が構造上の制約を受けて比較的大きいため、トラン
ジスタ特性に与える悪影響も看做し難い。

し、たがって、高集積化へ向けての素子の小型化、製造
工程の簡略化、そして寄生ダイオード効果の低減の３点
から、バイポーラトランジスタの構造の改良・＼の要請
が強まっている。

（４）発明の目的 本発明の目的はこの要請に応えることにあり、集積度向
上に有効に寄与し、製造工程が短縮されており、望まし
くない寄生ダイオード効果が低減されている、半導体装
置を提供することにある。

（５）づ゛ら明の構成 本発明の構成は、基板、該基板」二に配設され第１導電
型を有する第１の領域と該第１の領域を挾む如く前記基
板の主面と平行な方向に対向する第２導電型の第２及び
第３の領域とを含む半導体層、前記基板上に配設され前
記第２の領域に接する第２導電型の第１の金属シリサイ
ド層、及び前記基板上に配設され前記第３の領域に接す
る第２導電型の第２の金属シリサイド層を有することに
より達成される。

バイポーラトランジスタにあっては、金ｆＫ　Ｋ　極と
動作層との接続領域に、接触抵抗を低下させる目的で、
いずれにせよ高い不純物濃度を有する領域が必要とされ
ることは周知の事実であり、一方、半導体に含有させう
る不純物の量には限度があるが、それに比してシリサイ
ドに含有させうる不純物量の方がはるかに多（、また、
高温工程を使用して、シリサイドに含有されている不純
物をこれと接触する半導体領域中に拡散させうることも
経験的に知られている。

本発明の発明者は、上記の事実と周知の現象とを組み合
わせて利用すれば、多重拡散工程を必要としないバイポ
ーラトランジスタの構造を実現できるとの着想、すなわ
ち、導電性または絶縁性の基板上全面に、二酸化シリコ
ン（Ｓ　＋　０２）等よりなる絶縁物層を形成し、この
絶縁物層上に、コレクタ、エミッタ電極コンタクト用高
濃度領域として、不純物を高濃度に富み一導電型を有す
る二つのシリサイド層と、これらのシリサイド層によっ
て水平方向から挟まれた反対導電型を有する、一つのエ
ピタキシャル層を形成して、これをベースとなし、しか
るのち、高温にて熱処理を行なえば、ベース内の領域に
これと接する両側のシリサイド層から不純物が浸出し、
コレクタ、エミッタをそれぞれ形成できるとの着想を得
て、この着想にもとづき、シリサイドとして、モリブデ
ンシリサイド（ＭｏＳｉ２）　、チタンシリサイド（Ｔ
Ｉ８１２）、タングステンシリサイド（ＷＳ　ｉ　２）
等の高融点金属シリサイドを使用し、高温工程を適当な
雰囲気中で実行して８００〜１１００［°（、’：ｌに
おけるアニールをなすことが最も効果的であることを実
験的に確認して本発明を完成した。上記の高融点金属シ
リサイドは、耐薬品性、耐高熱性にすぐれ、また金属電
極やシリコン（８ｉ）エピタキシャル層とのオーミック
コンタクトを完全に形成することができるという点で有
利である。

本発明によれば、バイポーラトランジスタの動作領域は
、従来の如く、基板の上層部の基板内部に形成された構
造ではなく、基板上面に形成された構造となるため、基
板の種類の選択範囲が従来法に比して広いという利点を
有する。すなわち、導電性の半導体よりなる基板はもち
ろん、その上にエピタキシャル層の成長が可能であるよ
うな結晶構造を有するものであれば、サファイヤ等、絶
縁性物質よりなる基板も使用することができる。

（６）発明の実施例 以下図面を参照しつつ、本発明の一実施例に係る半導体
装置の製造方法を説明し、本発明の構成と特有の効果と
を明らかにする。

一例として、シリコン（Ｓｉ）基板上に形成され、モリ
ブデンシリサイド（ＭｏＳｉ２）よりなるエミッタ・コ
レクタ電、極接続用高濃度領域を有するバイポーラトラ
ンジスタについて述べる。

第１図参照 シリコン（８ｉ）よりなる基板】の全面に表面酸化法を
用いて、二酸化シリコン（Ｓｉ（、）２）よりなる第１
の絶縁膜２を１．０００　（、Ａ、　）程度の厚さに形
成する。

第２図参照 」ユ記基板上にｎ型不純物としてボロン（［３）を１０
”　（／　ｃ＋ｕ　Ｊ程度に含むモリブデンシリサイド
（ＭｏＳ＋　２　）よりなる層９を選択的に形成する。

この］−程はスパッタ成長法を使用してモリブデンシリ
サイド（へ４ｏＳｉ２）を基板１の全面に４．０００　
（Ａ、ｌｌｌ程度の厚さに形成したのち、フォトリソグ
ラフィー法とりアクティブイオンエツチング法とを組み
合わせてモリブデンシリサイド（Ｍｏ　Ｓ　＋　２）の
選択的エツチングを行なうことにより実行可能であり、
このエツチング法には、反応性物質として四フッ化炭素
（＜、Ｎ　Ｆ　４）と酸素（０２）との混合ガスが使用
できる。

第３図参照 この工程終了後、基板１の全面に、モノシラン（ＳｉＨ
４）と酸素（０２）との混合ガスを反応性ガスとしてな
す化学気相成長法（ＣＶＩ）法）を使用することによっ
て、二酸化シリコン（８１０２）よりなる第２の絶縁膜
２′を２，０００（λ〕程度の厚さ（ご形成する。

第４図参照 上記モリブデンシリサイド（Ｍ！〕５ｉ２）よりなる層
９上に形成された第２の絶縁膜２″の一部領域に基板１
まで達するベース形成用開口１ｏを設ける１この工程は
フォトリソグラフィー法と、四フッ化炭素（ＣＦ４）と
酸素（０２）との混合ガスを反応性ガスとしてなすりア
クティブイオンエツチング法を使用することにより実行
でき、この方法によれば、二酸化シリコン（Ｓｉｎ２）
と、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ２）両者のエツチ
ングが可能である。

なお、この工程により二つの領域に分割されたモリブデ
ンシリサイド（ＭｏＳｉ２）層９は、それぞれ、コレク
タ電極コンタクト用高濃度領域１１′とエミ（７） ツタ電極コンタクト・用高濃度領域１２とになる。

第５図参照 」二記開口１０にその中央部がベース１３′　となるエ
ピタキシャル層１３を０．５〔μ＋ｎ３程度の厚さに形
成する。この工程は、トリクロロシラン（５ｉＨＣＩ　
ａ）／塩化水素（１１ｃ　ｌ　）との混合ガス系を使用
して１、０００〜１．１００　［Ｃ］でなす化学気相成
長法（ＣＶＤ法）を用いて実行可能であり、このとき、
第２の二酸化シリコン（ＳｉＯｚ）絶縁膜２′上には成
長が起こらない。このエピタキシャル層１３にはｎ型不
純物としてリン（Ｐ）が１０”　［／　ｃａｎ３）程度
に含有される。

第６図参照 上記エピタキシャル層１３の左右のシリサイド層１１’
　、１２’と接する領域にコレクタ１１、エミッタ１２
を同時に形成する。この工程は、乾燥酸素（０２）雰囲
気中、１．０００〜１．１００　［’Ｃ、］で約２０〔
分〕基板のアニールを行なうことにより実行できる。こ
のとき、シリサイド層１１′、１２′からこれと接触す
るエピタキシャル層１３中にｎ型不純物が浸出し、そ（
８） の領域はｐ型からｐ型へと導電型が反転し、コレクタ１
１、エミッタ１２となる。なお、」二記コレクタ１１、
エミッタ１２の体積は、このアニールの時間を正確に制
御することにより決定される。

なお」−記の工程期間中にその中央部にベース１３′を
有するエピタキシャル層］３の」―面にシリコン酸化膜
（８１（Ｊ２膜）が同時に形成され、絶縁保護膜２″と
なる。

第７図参照 上記工程終了後、コレクタ、エミッタ、ベース電極６．
７．８を形成する。この工程はフォ）　ＩＪソゲラフイ
ー法とフッ酸（１１１＝”　）をエツチング液としてな
すウェットエツチング法を使用して、第２の絶縁膜２′
の電極形成予定領域にそれぞれ開］−１を設け、アルミ
ニウム（Ａ１）膜等よりなる電極を真空蒸着法を使用し
て形成する。

このとき、ベース電極８は、上記の方法の他に、導電性
の基板１を介して背面電極となすことも、もちろん可能
である。

また、第８図にその構成を示すように、基板どして絶縁
性物質を使用する場合も、第１の絶縁物層が不存在であ
る点板外上記の構成と全く同様である。また、ベース電
極８は絶縁物層２″を介してベース１３′　の上面に形
成される構成のみが可能であることは言うまでもない。

Ｌ記の工程によれば、従来技術すなイ）ら、多重拡散工
程に比して、はるかに少ない工程数で製造され、素子の
小型化に有効に寄与する構造を有するバイポーラトラン
ジスタが実現でき、素子間の分離も付加的な工程を必ず
しも必要とせずに、絶縁物膜によって完全に行なわれ、
しかも、ベース・コレクタの接合面積も極めて小さいた
め、寄生ダイオード効果による悪影響も無視しうる程度
に低減される。

（７）発明の効果 以」−説明せるとおり、本発明によれば、集積度向上に
有効に寄与し、製造工程が短縮されており望ましくない
寄生ダイオード効果が低減されている、半導体装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

とづき製造されたバイポーラトランジスタの断面図であ
り、第２図乃至第７図は、本発明の一実施例に係る半導
体装置の主要製造工程完了後の基板断面図であり、第８
図は、絶縁性基板を使用した場合の本発明の一実施例に
係る半導体装置の基板断面図である。 １・・・・・・基板（Ｓｔ）　、２．２′、２″・・・
・・・絶縁物膜（Ｓｉ０２）、３・・・・・・従来技術
におけるコレクタ（ｎ　Ｓ　ｉ　拡ｔｔ　層）、４・・
・・・・従来技術におけるエミッタ（ｎｓｉ拡散層）、
５・・・・・・従来技術におけるベース（ｐｓｉ拡散層
）、３′・・・・・・従来技術におけるコレクタ電極コ
ンタクト用高濃度領域（ｎ＋ｓｉ拡散層）、４′・・・
・・・従来技術におけるエミッタ電極コンタクト用高濃
度領域（ｎ＋Ｓｉ拡散層）、５′・・・・・・従来技術
におけるベース電極コンタクト用高濃度領域（ｐｓ１拡
散層）、６・・・・・・コレクタ電極（Ａ、ｌ）　、　
７・・・・・・エミッタ電極（Ａｌ）　、８・・・・・
・ベースＸｉ　（ＡＩ）　、９・・・・・・シリサイド
層（ｎｄｏｐｅｄ　Ｍｏ５ｉ２）　、１０−−ヘ−ス形
成用開口、１１・・・・・・本発明の一実施例に係るバ
イポーラ（１１） トランジスタにおけるコレクタ（ｐｓｉ拡散層）、１２
・・・・・・本発明の一実施例に係るバイポーラトラン
ジスタにおけるエミッタ（ｐｓ＋拡散層）、１３・・・
・・・ｐｓ’エピタキシャル層、１３′・・・・・・本
発明の一実施例に係るバイポーラトランジスタにおける
ベース（ｐＳＩエピタキシャル層の一部領域）、１１’
・・・・・・本発明の一実施例に係るバイポーラトラン
ジスタにおけるコレクタ電極コンタクト用高濃度領域（
ｎ　ｄｏｐｅｄＭｏＳｉ２　）　、１２’・・・・・・
本発明の一実施例に係るバイポーラトランジスタにおり
るエミッタ電極コンタクト用高濃度領域（ｎ　ｄｏｐｅ
ｄ　Ｍｏ５ｉｚ）。 ｉ　　号、ニベ （１２）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板、該基板上に配設され第１導電型を有する第１の領
   域と該第１の領域を挟む如く前記基板の主面と平行な方
   向に対向する第２導電型の第２及び第３の領域とを含む
   半導体層、前記基板上に配設され前記第２の領域に接す
   る第２導電型の第１の金属シリサイド層、及び前記基板
   上に配設され前記第３の領域に接する第２導電型の第２
   の金属シリサイド層を有することを特徴とする半導体装
   置・