JPS62298167A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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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】 3、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体集積回路装置に関し、特に、電極の引
き出しに半導体膜を用いた場合における電極形成に適用
して有効な技術に関するものである。
〔従来の技術〕
例えばS I COS (Side Wall Ba5
e Cont、actSシructure)構造のバイ
ポーラLSIにおいては。
バイポーラトランジスタのベース引き出しをホウ素をド
ープした多結晶Si (シリコン)膜により行い、この
多結晶Si膜上にAl合金電極を形成している(例えば
、特開昭56−1556号公報)。
本発明者は、前記多結晶Si膜への電極形成について検
討した。以下は公知とされた技術ではないが、本発明者
によって検討された技術であり、その概要は次のとおり
である。
すなわち、本発明者による実験結果によれば、ホウ素を
ドープした多結晶5i膜は、ヒ素やリンをドープした多
結晶Si膜に比べてその結・品位の成長が著しく起こり
にくく、LSIの製造工程においてはほとんど結晶粒成
長が起きない。このため、ホウ素をドープした多結晶S
i膜は、膜自体が粒界エネルギーを多く菩わえた不安定
な状態になっているので、このホウ素をドープした多結
晶S1膜上にAl合金膜から成る電極を直接形成した場
合には、電極形成時に電極が多結晶Si膜と合金化して
不良を生ずるという問題がある。
このような理由により、ホウ素をドープした多結晶Si
膜でベース引き出しを行うバイポーラLSIにおいては
、前記多結晶Si膜を形成した後、この多結晶Si膜上
に白金ケイ化物(PtSi)膜を介してAl合金膜から
成る電極を形成している。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上述のように白金ケイ化物膜を介してA
l−Si合金膜から成る電極を多結晶Si膜上に形成し
た場合においても、電極の耐熱性は十分でなく、このた
め前記Al合金電極の形成時に電極と多結晶Si膜との
合金化が生じやすいことを本発明者は見い出した。さら
に、前記白金ケイ化物膜の代わりに、WlMo、 Ti
Wのような遷移金属又はそれらの合金を用いた場合には
、これら自身がSiと反応してケイ化物を形成しやすい
性質を有するため、耐熱性はやはり十分でない。
本発明の目的は、電極の耐熱性の向上が可能な技術を提
供することにある6 本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
〔問題点を解決するための手段〕
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、半導体膜上に金属ケイ化物膜及び透電性を有
する遷移金属窒化物膜を順次設け、この遷移金属窒化物
膜上に電極を設けている。
(作 用〕 上記した手段によれば、特に遷移金属窒化物膜により半
導体膜と電極との合金化が効果的に防止され、このため
電極の耐熱性の向上を図ることができる。また、金属ケ
イ化物膜により電極の接触抵抗の安定化を図ることがで
きる。
〔実施例〕
以下1本発明の構成について、一実施例に基づき図面を
参照しながら説明する。
第1図に示すように、本実施例によるSIC○S構造の
バイポーラLSIにおいては、例えばP型Si基板のよ
うな半導体基板1にn゛型の埋め込み層2が設けられて
いる。前記半導体基板1上には。
例えばに型のSiエピタキシャル層3が設けられている
。前記埋め込み層2の一端部の上のSiエピタキシャル
層3は、メサエッチングにより台地状の形状と成され、
この部分にn型のベース領域4が設けられ、さらにこの
ベース領域4中にに型のエミッタ領域5が設けられてい
る。そして、このエミッタ領域5の上に、後述の金属ケ
イ化物膜13及び遷移金属窒化物膜14を介して例えば
Al−Si合金膜から成るエミッタ用の電極6が設けら
れている。なお、ベース領域4と埋め込みM2との間に
おけるSiエピタキシャル層3によりn型のコレクタ領
域が構成されている。また、符号7は埋め込み層2と接
続されているn゛型の電極取り出し領域であって、この
電極取り出し領域7の上に、後述の金属ケイ化物vj4
13及び遷移金属窒化物膜14を介して例えばAl−S
i合金膜から成るコレクタ用の電極8が設けられている
一方、前記台地状の部分におけるSiエピタキシャル層
3の周囲には、例えばSiO2膜のようなフイールド絶
縁膜9が設けられ、これにより素子分離が行われている
。なお、このフィールド絶縁膜9の下方には、P0型の
チャネルストッパ領域10が設けられ、これによって寄
生チャネルの発生が防止さ銭ている。また、このフィー
ルド絶縁膜9の上には、例えばホウ素を高濃度にドープ
したP′″型の多結晶Si膜11が前記ベース領域4と
接続されて設けられ、これによってベース引き出しが行
われている。この多結晶Si膜11の表面には1例えば
この多結晶Si膜11を熱酸化することにより形成され
た例えばSiO2膜のような絶縁膜12が前記フィール
ド絶縁膜9に連なって設けられている。
この絶縁膜12の前記多結晶Si膜11の一端に対応す
る部分にはコンタクトホール12aが設けられ、このコ
ンタクトホール12aを通じて、多結晶Si膜11の上
に例えば膜厚200人程鹿の白金ケイ化物膜やパラジウ
ムケイ化物膜のような金属ケイ化物膜13及び例えば膜
厚1000A程度の窒化チタン(TiN)膜のような遷
移全屈窒化物の遷移金属窒化物膜14の上に例えばAl
−Si合金膜から成るベース用の電極15が設けられて
いる。
前記遷移金属窒化物膜14は導電性を有するセラミック
スであり、熱的に極めて安定で耐熱性に優れているのみ
ならず、Siとの反応性も低いので、前記電極15の形
成時に多結晶Si膜1・1との合金化が生ずるのを効果
的に防止することができ、このため電極の耐熱性の向上
を図ることができる。
従って、電極の信頼性の向上を図ることができる。
さらに、前記金属ケイ化物膜13によって、多結晶Si
膜11に対する電極15の接触抵抗の安定化を図ること
ができる。
次に本実施例によるバイポーラLSIの製造方法につい
て説明する。
まず図面に示すように、埋め込み層2、Siエピタキシ
ャル層3、フィールド絶縁膜9、チャネルストッパ領域
10及びホウ素をドープした多結晶Si膜11を形成し
た後、前記Siエピタキシャル層3の表面を例えばSi
3N4膜のような酸化防止膜(図示せず)で覆った状態
で熱酸化を行うことにより、この多結晶Si膜11の表
面に絶縁膜12を形成する0次に前記Siエピタキシャ
ル層3中に例えばリンの選択拡散により電極取り出し領
域7を形成した後、例えばP型不純物及びn型不純物を
順次イオン打ち込みすることにより、前記Siエピタキ
シャル層3中にベース領域4及びエミッタ領域5を順次
形成する0次に前記絶縁膜12の所定部分をエツチング
除去してコンタクトホール12aを形成する0次に例え
ば蒸着により全面に例えば白金膜やパラジウム膜のよう
な金属膜を形成し、次いで所定の熱処理によりシンタリ
ングを行った後、未反応の前記金属膜を例えば王水によ
りエツチング除去することにより、前記コンタクトホー
ル12aの部分における前記多結晶Si膜11、エミッ
タ領域5及び電極取り出し領域7の上に白金ケイ化物膜
やパラジウムケイ化物膜のような金属ケイ化物膜13を
形成する0次に例えばスパッタリングにより全面に例え
ば窒化チタン膜のような遷移金属窒化物膜14を形成し
た後、この遷移金属窒化物膜14の全面にさらに例えば
Al−Si合金膜を形成し、これらを例えばドライエツ
チングにより順次所定形状にパターンニングすることに
より電$16.8.15を形成して、図面に示すように
目的とするバイポーラLSIを完成させる。
以上1本発明者によってなされた発明を前記実施例に基
づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定さ
れるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において
種々変形し得ることは勿論である。
例えば、上述の実施例においては、ベース引き出し用に
ホウ素をドープした多結晶S1膜11を用いたバイポー
ラLSIに本発明を適用した場合につき説明したが、次
のような場合にも本発明を適用することができる。すな
わち、既述のようにリンやヒ素をドープした多結晶S1
膜はホウ素をドープした多結晶Si膜に比べて結晶粒の
成長が起きやすいが、例えばこのリンやヒ素をドープし
た多結晶Si膜を抵抗素子として用いるためにそのドー
プ量をSiへの固溶限度以下に少なくした場合には、ホ
ウ素をドープした多結晶Si膜と同様に結晶粒の成長は
起きに<<、その結晶粒径は例えば多結晶Si膜の膜厚
よりも小さい値である場合がある。このような固溶限度
以下のリンやヒ素をドープした多結晶Si膜上に電極を
形成する場合においても、本発明を適用することができ
、これによって電極の耐熱性の向上を図ることができる
また本発明は、5ICO8構造以外のバイポーラLSI
は勿論、バイポーラLSI以外の各種半導体集積回路装
置に適用することが可能である。
〔発明の効果〕
本願において開示される発明のうち、代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば。
下記のとおりである。
すなわち、電極の耐熱性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は1本発明の一実施例による5ICO3構造のバ
イポーラLSIを示す断面図である。 図中、1・・・半導体基板、2・・・埋め込み層、3・
・・Siエピタキシャル層、4・・・ベース領域、5・
・・エミッタ領域、6.8.15・・・電極、9・・・
フィールド絶縁膜、11・・・多結晶Si膜、13・・
・金属ケイ化物膜、14・・・遷移金属窒化物膜である
。 ・−) 代理人 弁理士 小川置方 ′、 二

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、半導体膜上に設けられた電極を有する半導体集積回
    路装置であって、前記半導体膜上に金属ケイ化物膜及び
    導電性を有する遷移金属窒化物膜を順次設け、この遷移
    金属窒化物膜上に前記電極を設けたことを特徴とする半
    導体集積回路装置。 2、前記電極がAl合金膜から成ることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の半導体集積回路装置。 3、前記金属ケイ化物膜が白金又はパラジウムのケイ化
    物膜であることを特徴とする特許請求の範囲第1項又は
    第2項記載の半導体集積回路装置。 4、前記遷移金属窒化物膜が窒化チタン膜であることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項〜第3項のいずれか一
    項記載の半導体集積回路装置。 5、前記半導体膜が多結晶Si膜であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項〜第4項のいずれか一項記載の
    半導体集積回路装置。 6、前記多結晶Si膜がホウ素をドープした多結晶Si
    膜であることを特徴とする特許請求の範囲第5項記載の
    半導体集積回路装置。 7、前記多結晶Si膜中に固溶限度以下のヒ素又はリン
    を含むことを特徴とする特許請求の範囲第第5項記載の
    半導体集積回路装置。 8、前記多結晶Si膜中の結晶粒径がその膜厚よりも小
    さいことを特徴とする特許請求の範囲第5項〜第7項の
    いずれか一項記載の半導体集積回路装置。
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