JPS5990925A - 半導体装置の製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は引出し電極を有する高周波トランジスタの、そ
の電極に起因して生ずる付加的出力端結合静電容量の大
幅な低減を実現して、高周波特性を改善する半導体装置
の製造方法に関するものである。

（従来例の構成とその問題点） 一般に半導体装置の出力端側に結合される静電容量を低
減させる方策としては、従来より、トランジスタの活性
コレクタ面積を低減させるとか、引出し電極下の酸化膜
５ｉ０２をシリコン表面で厚く形成させる等の方法が採
用されていた。ところ力；、前者の場合には、エミッタ
、ベースなど各ノくターンの微細化によりコレクタ面積
の低減を図ることができ出力容量の低減が実現できるが
、微細化には限界があり成る程度以上出力容量を小さく
することができない。このため後者の方法による出力容
量の低減策が一層重要となる。

第１図は従来の高周波トランジスタの構造を示す平面図
、第２図はその断面図を示す。

第１図及び第２図において、１はｎ型半導体基板、２は
ｎ型エピタキシャル層、３はｐ＋ベースコンタクト層、
４はｐ型ベース層、５はｎ型エミツタ層、６はポリシリ
コン層、７は引出し電極配線金属、８は酸化膜、９は引
出し電極子酸化膜である。

この引出し電極子酸化膜９は５ｉ０２よりなυ、トラン
ジスタの出力容量の低減のためには少くとも２μｍ以上
の厚さを必要とする。しかし、このような厚い膜では、
その段差部で電極配線の金属膜の段切れが発生し、製造
歩留まりや信頼性低下の太き表原因となっていた。また
、引出し電極下の酸化膜を基板上で部分的に厚く形成す
る従来の構造では、後のトランジスタ活性領域の窓開け
のフォトリソ工程、例えば微細パターンのエミッタ、ベ
ースコンタクト開口の精度を低下するばかりでなく、窓
開けをも困難にしていた。

このため、引出し電極下の酸化膜厚は成る程度以上に厚
くすることが出来ず、これによる出力結合静電容量の低
減にも限界が生じ、高周波特性を大幅に改善することが
出来なかった。

（発明の目的） 本発明は上記の欠点を除去するためになづれたもので、
トランジスタの引出し電極配線金属の段切れを防止し、
しかも、出力端の結合静電容量の低減を可能にし、高周
波特性の大幅な改善を実現することを目的としだもので
ある。

（発明の構成） 本発明は、１導電型低比抵抗半導体面上に同導電型エピ
タキシャル層を有する半導体基板の一主面に、所定の活
性領域部を包囲するように選択的に１．５乃至２．５μ
ｍ深さの溝部を形成する工程と、その溝部にもとの基板
面と同一水準となるように絶縁膜を形成する工程と、前
記活性領域部に反対導電型及び１導電型不純物領域を順
次選択形成してトランジスタ部を形成する工程とを備え
た半導体装置の製造方法にある。本発明によると、溝部
に厚い絶縁膜を有するから、この部分に出力端を設けて
、出力結合容量を低減化することが可能である。

（実施例の説明） 第３図は本発明による半導体装置の一実施例の構造を示
す縦断面図で、１１はｎ＋型半導体基板、１２はｎ型エ
ピタキシャル層、１３はｐ　型ヘースコンタクト層、１
４はｐ型ベース層、１５はｎ型エミツタ層、１６はポリ
シリコン層、１７は引出し電極用配線金属、Ｉ８は酸化
シリコン膜、１９は溝部、２０は耐薬品レジストである
。

第４図（ａ）乃至（ｈ）は第３図に示した半導体装置の
製造方法を工程毎に示したものであり、符号はすべて第
３図に示したものと同じである。

以下本発明の製造方法について第４図を参照して各工程
を順に追って説明する。

まず（ａ）に示すように、ｎ型エピタキシャル層１２を
有するｎ型エピタキシャルシリコン基板１１上に耐薬品
レジス）　２０を所定の活性領域が残るように写真蝕刻
方法等で形成する。

次に（ｂ）に示すように、ＨＦ系湿式方法又はプラズマ
ドライ乾式法等で溝部１９を選択的にエツチングし、設
泪士必要な深さ、例えば２μｍの溝部を形成する。

次に（ｅ）に示すように、上記溝部１９に約２μｍ厚の
例えば熱酸化膜５ｉ０１を形成し、次いで溝部１９に形
成した熱酸化膜表面をレジスト等で保護した状態とし、
−それ以外の活性領域表面に形成された熱酸化膜があれ
ばそれを除去する。この工程で溝部１９に形成した熱酸
化膜と活性領域シリコン界面とはほぼ同一高ζに維持す
ることが好適である。

以降は既知のトランジスタ形成工程とほぼ同じ工程によ
り活性領域内にトランジスタを作る。以下その工程を説
明する。

（ｄ）：全面に酸化シリコン膜１８を形成し、ベースコ
ンタクト窓を開けて、例えばＢをＢＢｒＢ熱拡散するこ
とによりｐ４−型ベースコンタクト層１３を形成する。

（ｅ）　二さらにｐ型ベース層】４を、例えばＢＮ熱拡
散により、ｐ型ヘースコンタクト層１３０間に形成する
。

（ｆ）二次に基板全面にＣＶＤ法による酸化膜Ｉ８を形
成し、ｐ型ベース層１４上にエミツタ窓を形成する。

（ｇ）二次いで表面全面にポリシリコンを形成し、イオ
ン注入法でＡｓ０ｎ型イオンをポリシリコン上に形成す
る。エミッタコンタクト形成によりエミツタ窓上のポリ
シリコン１６のみを残し、他のポリシリコンをエッチオ
フする。このポリシリコン１６内に含まれるｎ型不純物
Ａｓを熱拡散によシ拡散しｎ型エミツタ層１５を形成す
る。

（ｈ）二次にベースコンタクト窓をあけて、例えばＡ１
等の引出し電極用配線金属１７を形成すれば所望のトラ
ンジスタが形成される。

このトランジスタでは引出し電極配線金属１７の段切れ
を起すことなく、出力端側に結合される静電容量が、従
来の４０　ｐＦ程度のものから２４ｐＦになり、従来比
で約６割に低減することができ、高周波特性例えばトラ
ンジション周波数ｆＴが３　ＧＨｚから５ＧＨｚに、利
得が５ｄＢから７ｄＢに改善することができた。

なお、本発明の溝部分の酸化膜は熱酸化膜５ｉ０２に限
らずＣＶＤ酸化膜ＳｉＯ２、窒化膜Ｓｉ３Ｎ４等の絶縁
物であっても原理的に容量の低減に寄与するものであれ
ば何らさしつかえない。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明は高周波トランジスタに付
加的に結合される出力端側の静電容量を低減すること、
及び引出し電極配線金属を段切れのない信頼性の高い状
態で実現することができると共に、併せて高周波特性、
特にトランジション周波数利得の改善に著るしい効果を
有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の高周波トランジスタの構造を示す平面図
、第２図はその断面図、第３図は本発明による半導体装
置の一実施例の構造を示す縦断面図、第４図は第３図に
示しだ半導体装置の製造方法を工程毎に示しだ図である
。 １１・・・・・・・・ｎ＋型半導体基板、　　】２・・
・・・・・・・ｎ型エピタキンヤル層、１３・・・・・
・・・・　Ｐ　Ｗベースコンタクト層、１４・・・・・
・・・・ｐ型ベース層、１５・・・・・・・・・ｎ型エ
ミツタ層、１６・・・・・・・・・ポリシリコン層、１
７・・・・・・・・・引出し電極配線金属、１８・・・
・・・・・・酸化シリコン膜、１９・・・・・・・・・
溝部。 第１図 第２図 第３図 第４ （０）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）１導電型低比抵抗半導体面上に同導電型エピタキ
   シャル層を有する半導体基板の一生面に、所定の活性領
   域部を包囲するように選択的に１．５乃至２．５μｍの
   深さの溝部を形成する工程と、その溝部にもとの基板面
   と同一水準となるように絶縁膜を形成する工程と、前記
   活性領域部に反対導電型及び１導電型不純物領域を順次
   選択形成してトランジスタ部を形成する工程とを備えた
   ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. （２）　　全面に形成する絶縁膜が熱酸化膜５ｉ０２で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
   半導体装置の製造方法〇
3. （３）　　絶縁膜カＣｖＤ酸化膜８ｉＱ２又は窒化膜Ｓ
   ｉ３Ｎ４であるこ表を特徴とする特許請求の範囲第（０
   項一記載の半導体装置の製造方法。