JPS6063962A - バイポ−ラトランジスタの製造方法 - 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】 本発明はシリサイドをベース引出し電極とするバイポー
ラトランジスタの製造方法に関するものである。

バイポーラトランジスタ、とりわけ集積回路におけるバ
イポーラトランジスタはますます小型化、高性能化がは
かられており、この目的のため、種々のトランジスタ構
造が提案されている。

この高性能化のためには、寄生の抵抗、容素を小さくす
ることが不可欠であるが、これは素子の小型化と共に改
善されつつあるが半導体内部の寄生抵抗を減するのが主
な改善製図である。

特にベース引出し抵抗を低減するためベース領域を必要
面積に限定しベース電位をリング状にとりつけることに
よってベース引出し抵抗を低減する試みがなされている
が、この基本構造は古くは、シリコン基板表面に酸化物
マスクを設け、この上にエビキシャル成長によって、活
性ベース領域のみ単結晶とし、酸化物マスク上に多結晶
として成長させて該多結晶部に不純物全拡散させてリン
グ状ベース引出し電極とするものであるが最近では、ド
ープドポリシリコンを成長させ、これに開口を設けた後
、熱酸化することによって、ボリンリコ／の表面にエミ
ッタ電極またはシリコンエミッタと絶縁させると共に、
ボリンリコ／から７リコン基板中にベース不純物を拡散
させて、ベースコンタクト拡散領域を得る方法がいくつ
か試みられている。

しかしながら、ドープドポリシリコンは低抵抗化するに
は限度のあるものであり、ベース引出し電極をリング状
としてもさしたる改善は望めないのが現状である。

ここにおいて、本発明ではベース引出し抵抗を一層低減
できるバイポーラトランジスタの製造方法不・提供せん
とするものであり、セルファラインプロセスを実現する
方法とすることによってベースとエミッタを近接し２得
るバイポーラトランジスタの製造方法を提供せんとする
ものである。

この目的は、本発明によれば、ベース領域を定める半導
体基板の表面絶縁膜上から該ペース領域上ヘタシ」−在
する導体とＬ７てベースと同一導電型の不純物を含竹し
た＠属硅化物の導体層を形成し酸化・　処理を施すこと
により、該導体層表面に酸化膜を形成すると共に該不純
物を該ベース領域中へ拡散でせてベースコンタクト拡散
領域を形成する工程が言まれることを特徴とするバイポ
ーラトランジスタの製造方法とすることにより達成され
る。

以下に本発明の詳細な説明するにあたり、本発明につき
概説し、本発明で利用している原理につき説明する。

すなわち本発明によれば、相互接続体、電極の構成体と
して、半導体基板又は層に対して有効不純物となる不純
物を含む金属硅化物が用いられる。

前記金属硅化物としては、モリブデン（Ｍｏ）。

タングステン（Ｗ）、タノタル（Ｔａ　）　、チタン（
Ｔｉ　）　。

ニオブ（Ｎｂ）、りＯム（Ｃｒ）　ｌ　７７ガン（Ｍｎ
）　。

コバルト（Ｃｏ）あるいはニッケル（Ｎｉ）の硅化物又
はこれらの金属の合金の硅化物を用いることができる。

前記有効不純物としては、半導体基板又は層がシリコン
である場合、燐（Ｐ）、砒素（Ａ８）ｈＪのドナー不純
物、硼素（Ｂ）等のアクセプク不純物が適用され金属硅
化物中における該不純物の濃度はｌ×１０２°〜４Ｘ１
０”Ｃ個／ｄ）とされる。濃度が１×１６２０　（個／
ｄ）未満であると、後述のρ１き不純物含有金属硅化物
層の増速酸化効果が得られず、また４Ｘ１０”（：個／
ｍ）を越えると熱処理時に不純物含有金属硅化物層が半
導体基板又は層の表面から剥離したり、該不純物含有金
属硅化物層を、極尚のノリコン酸化膜上に配置したりす
ると、不純物が該極薄酸化膜を貫通して半導体基板又は
、膚に′ｆｌｌ−Ｊｊしてしｔい、当該素子の製作を困
難としたりあるいは動作特性の悪化を招いてしまう。

前ＦｔＬ金属硅化物の被酸化特性を第１図に示す。

同図において、実線ａは本発明にかかる燐を含むモリブ
デン硅化物（燐濃度１ｘｌｏ”［：個／ｄ〕）の被酸化
特性、実線すは有効不純物を含まない（）／ドーグ）モ
リブデン硅化物の被酸化特性、実線Ｃは面方位（１００
）の／リコ／結晶の被酸化特性を示す。なお酸化雰囲気
は温＃７５０ｃ０ｃ）の湿性＾ｉ素雰囲気である。

第１しｊより明らかな如く、本発明Ｋかかる燐を７すむ
モリブデン（［］化物な」シリコン結晶に比較して８倍
↓ソ、上の扱ｔぜ化速度をイ」し７て：１ナリ、ｊ）ｉ
ｌｌ記音含むモリブデンを相互接Ｕｃ体ｑＫ適用した場
合にその表面へｄ２化物絶縁ノ彌を形成することは容易
である０ また前記蜘を含むモリブデン硅化物をはじめとする金属
硅化物が多結晶シリコン等の半導体に比較して低抵抗で
あることは明らかであり、かかる点からも相互接続体電
＠等に金属１ｉ’ｌｊ化物を用いることは有利である。

かかる有効不純物含有の金属硅化物中、例えば反応性ス
パッタリング法により形成することができる。

前記燐を含むモリブデン硅化物層を形成する際には、ス
パッタリング装置内に、被処理半導体基板と共にターゲ
ット材料としてシリコン機あるいは片、モリブデン板あ
るいは片を挿入した後、該スパッタリング装置内にスパ
ッタリング用カス例えばアルゴン（Ａｒ）と共に反応カ
ス例えばフォスフイン（Ｐｕｓ）を導入してスパンクリ
ング処理を行なう。この反応ｔＪ−スパノタリ／グ処」
（」Ｉにより、前記被処理半導体基板上に燐を含むモリ
ブデン硅化物化物層が形成される。

一２トランジスタを示す０かかるパイボーラトランジス
タにあっては、ベース電極及びベースコンタクト領域を
形成するための不純物源等として、不純物を含む金属硅
化物が適用さハる。

同図において、２１けコレクタを構成するＮ型／リコン
基板又は層、２２はフィールド絶縁膜、２ＢＨＰ型ベー
ス領域、２４１ｄ、　Ｐ＋Ｗベースコンタクト領域、２
５はＮ＋型エミッタ領域、２６は（ｊｌｌＩ素を含むモ
リブデン硅化物からなるベース電極、２７は前記ベース
電極の表面に形成された酸化膜、２８けエミッタ電極で
ある。

か７１）る４１１ｚ造を実現するためには、まず通常の
選択抗敗法等によってＮ型シリコン基板２１にベース領
域２２を形成した後、シリコン基板表面に硼詞・を含む
モリブデン硅化物をスパッタリング等により厚さ４００
０［’λ〕程に被層し、これをフォトリノグラフィ校術
を適用してフ８択的に除去しベースｔ（４極２６を形成
する。

次いで７５０〔“Ｃ〕の水蒸気中において１００分間程
加熱してベース電極２６及び電極間に表出しているシリ
コン基板を酸化する。かかる酸化処理によってベース電
極２６の表面にはノッさ２０ｏＯ〔人〕程の酸化膜２７
が形成され、シリコン基板２１の表出面にｖ２５０〜３
００〔λ〕の酸化膜が形成される０ 次いで、前記／リコン基板を弗酸系エツチング液に短時
間浸漬して前記厚さ２５０〜３００〔λ〕の酸化膜を除
去した後、通常の気相拡散法を向用り。

て前記酸化膜の除去された領域のベース領域内に燐又は
砒素を拡散導入してＮ＋型エミッタ領域２５を形成する
。かかる拡散処理にイ５って目高温処理が伴うため、前
記ベース電（甑２６中に含−まｉまた１剃素がベース領
域２３内へ拡Ｓｔ　Ｌ　ＩＪ　型ベースコンタクト＜Ｖ
ｉ域２４が形成されベース領域２３とベース１１Σ極２
６との心気的接触がより良好となる。しかる後、通常の
方法によりがｌ１ｊｌｔ工ミノタヤＩ４ｊ女２５上にア
ルミニウム（ＡＡり等からなるエミッタ電極２８を形成
する。

このようなバイポーラトラ／ジスクに、また第３図に示
される構造をとることもできる。同図に示される構造に
おいて前記８１１２図に示される構造と異る点ｄ、エミ
ッタ市、極２８′を燐又は砒素を含むモリブデン硅化物
化物から構成し、該エミッタ電極２８′をエミッタ領域
２５を形成するだめの不純物め１としても用いる点にあ
る。

かかる４ｂ成をとる場合には、ベース領域２３の表「１
）に信「又は砒素を含むモリブデン硅化物層２８′をフ
１＼択的に被７ａＬだ後に、７５０〔℃〕程の温度で酪
化処理して１１ム１：リブデン硅化物層２８′の表面を
Ｃ）ζシ化°ノーる。

次いで前記ｒ３ν化処理によって生成された酸化膜２９
上及びベース領域２３上を伊って硼素を含むモーリンデ
ン０１化物層２６′を被滴し、９００［’Ｃ）程のｒｌ
、！＋　ＬＢＬで４１］び９３（化処理を行なってモリ
ブデン硅化物ｆＣ，Ｑ２（３’及び２８′中に含まれる
不純物をシリコン基４３１中へ拡１’ｉ　Ｌ　、Ｐ＋型
ベースコンタクト領域２４並ひにＮ＋型エミッタ領域２
５を形成する。

この時１１１．ｉｌｌ素に言むモリブデン硅化物層２６
′の表面に１１．化膜：３７′が生成される。

このよつな本発明にかかるＩ・イホーラトランジスタに
あっては、自効不純物を含むモリブデン硅化物によって
構成される電極からの不純物拡散によってベースコンタ
クト領域及び／あるいはエミッタ領域が形成されるため
に、ベース電極、エミッタ電極の間の距離を小さなもの
とすることができ、当該バイポーラトランジスタのスイ
ッチング速度は十分速い値が得られる。

また前記鳴動不純物を含むモリブデン硅化物から構成さ
れる電極は、低い抵抗１１Ｇを有するためそのまま延在
して同一半導体基板に形成された他の素子に接続しバイ
ポーラ半導体集相回路を構成する際に適用することがで
きる。

本発明によれは、従来の如く半導体層を用いて相互接続
体、ＷＬ極を構成した半導体素子に比較して、より高性
能な半導体素子をＪ：！７簡単な製造工程をもって実現
することができる。

なお、前記実施例にあっては、所望の不純物を含む金属
硅化物単体をもって相互接続体、正極を構成したが、前
記不純物を含む金に′４硅化物とその下層に配置される
多結晶半導体とのｉＪ？を体により相互接続体、電極を
形成してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる有効不純物を含む全屈Ｊｉｌ
゛化物の酸化特性を示す曲線図、第２図は本発明の第１
の実施例を示す断面図、第３図は本発明の第２の実／Ｉ
ｊ’ｉ例を示す断面図である。 図において、２１・・・半嗜体基板、２２・・・フィー
ルドＡｅｍｌｌＬ　２３・・・ベース領域、２４・・・
ベースコノタクト拡散領域、２５・・・エミッタ、２６
．２６’、、ヘー　ス屯４４ｊ、、２７　、　ｓ５２９
　＋　３７′・酸化膜、２８．２８’・・エミッタ成極
。 ろ ｌθ’　、ｆＸｌＯ′１０２　６Ｘｌρ２１０Ｊ（すＪ 時間−−→ 己２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ベース領域を定める半導体基板の表面絶縁膜上から該ベ
   ース領域上へ延在する導体としてベースと同一導電型の
   不純物を含有した金属硅化物の導体ｌｆｉを形成し酸化
   処理を施すことにより、該導体層表面に酸化膜を形成す
   ると共に該不純物を該ベース領域中へ拡散させてベース
   コンタクト拡散領域を形成する工〜程が含まれることを
   特徴とするバイポーラトランジスタの製造方法。