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JPH06338510A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

Info

Publication number
JPH06338510A
JPH06338510A JP12942793A JP12942793A JPH06338510A JP H06338510 A JPH06338510 A JP H06338510A JP 12942793 A JP12942793 A JP 12942793A JP 12942793 A JP12942793 A JP 12942793A JP H06338510 A JPH06338510 A JP H06338510A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
emitter
base
silicon
region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP12942793A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tatsuichi Ko
辰一 高
Hiroshi Naruse
宏 成瀬
Koji Kimura
幸治 木村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP12942793A priority Critical patent/JPH06338510A/en
Publication of JPH06338510A publication Critical patent/JPH06338510A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Bipolar Transistors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a semiconductor device manufacturing method by which the capacitance between a base and an emitter can be made small and the base-emitter junction can be obtained in a highly precise manner. CONSTITUTION:An SiGe base layer 15-S and an N-type silicon emitter layer 17 are continuously formed, the silicon layer 17 is removed using the SiGe layer 15-S as a stopper, and an emitter structure 23 is obtained. A spacer region 25 is formed on the side wall of the structure 23, a P-type polysilicon layer 27, which is connected to the SiGe layer 15-S, is formed, a base wiring 33-B, which is connected to the polysilicon layer 27, is formed and an emitter wiring 33-E, which is connected to the silicon layer 17, is formed. By this constitution, as the width of base-emitter junction and the size of the emitter can be determined by obtaining the structure 23, the margin of matching can be decreased substantially, and the capacitance between the base and the emitter can also be made small. Besides, as the SiGe layer 15-S and the silicon layer 17 are continuously formed, a base-emitter junction can be obtained in a highly precise manner without exposing the SiGe layer 15-S.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は半導体装置の製造方法
に係わり、特に自己整合型のバイポ−ラトランジスタの
製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a self-aligned bipolar transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】エピタキシャル成長法により形成された
ベ−ス層(以下、本明細書では、必要に応じてエピベ−
スともいう)を用いたトランジスタとして、例えばThom
as J Watson Research Centerのグル−プより提案され
た手法がある。
2. Description of the Related Art A base layer formed by an epitaxial growth method (hereinafter referred to as an
(Also referred to as a device), for example, Thom
There is a method proposed by the group of as J Watson Research Center.

【0003】(参考文献:IEEE Electron Device Lette
rs, Vol.10, No4, April 1989 ) 上記手法により作成されるトランジスタを含む集積回路
の予測される製造工程を、図13〜図20に示す。図13は、
上記トランジスタの最終的な形状を示す断面図で、図14
〜図20はそれぞれ、主要な製造段階毎に示した断面図で
ある。
(Reference: IEEE Electron Device Lette
rs, Vol.10, No4, April 1989) FIGS. 13 to 20 show predicted manufacturing processes of an integrated circuit including a transistor manufactured by the above method. Figure 13
FIG. 14 is a cross-sectional view showing the final shape of the transistor.
20 to 20 are cross-sectional views showing respective main manufacturing stages.

【0004】以下、図13〜図20を参照し、その製造方法
について説明する。まず、P型半導体基板100の表面
領域内に、N型埋込領域102を形成する。次いで、基
板100の上に、シリコンを成長させ、N型エピタキシ
ャル層104を得る。次いで、エピタキシャル104
層、および埋込領域102を貫通し、基板100の内部
にまで達する素子分離領域106を形成する。次いで、
素子周辺部の浮遊容量を減少させるために、素子活性領
域を囲うように、絶縁領域108を形成する。次いで、
将来、コレクタ領域が形成される部分に対してN型不純
物を導入し、低抵抗コレクタ領域110を形成する(図
14)。
The manufacturing method will be described below with reference to FIGS. 13 to 20. First, the N-type buried region 102 is formed in the surface region of the P-type semiconductor substrate 100. Then, silicon is grown on the substrate 100 to obtain the N-type epitaxial layer 104. Then epitaxial 104
An element isolation region 106 that penetrates the layer and the buried region 102 and reaches the inside of the substrate 100 is formed. Then
In order to reduce the stray capacitance in the peripheral portion of the device, the insulating region 108 is formed so as to surround the device active region. Then
In the future, an N-type impurity is introduced into a portion where a collector region will be formed to form a low resistance collector region 110 (FIG.
14).

【0005】次に、基板100の全面上方に、SiとG
eとの化合物をエピタキシャル成長させる。これによ
り、単結晶SiGe層112-Sが素子形成部(エピタキ
シャル層104)上とコレクタ領域(低抵抗コレクタ領
域110)上に形成され、多結晶SiGe層112-Pが
絶縁領域108および素子分離領域106上に形成され
る(図15)。
Next, Si and G are deposited on the entire surface of the substrate 100.
The compound with e is epitaxially grown. As a result, the single crystal SiGe layer 112-S is formed on the element forming portion (epitaxial layer 104) and the collector region (low resistance collector region 110), and the polycrystalline SiGe layer 112-P is formed on the insulating region 108 and the element isolation region. It is formed on 106 (FIG. 15).

【0006】次に、SiGe層112-Sの不要な部分、
およびSiGe層112-Pの不要な部分を除去する。こ
れにより、素子形成部(エピタキシャル層104)上
と、その周辺部にのみ、SiGe層112-SおよびSi
Ge層112-Pがそれぞれ残る(図16)。尚、素子形成
部(エピタキシャル層104)上に接続されたSiGe
層112-SおよびSiGe層112-Pはベ−スとして機
能する(エピベ−ス)。
Next, an unnecessary portion of the SiGe layer 112-S,
And unnecessary portions of the SiGe layer 112-P are removed. As a result, the SiGe layers 112-S and Si are formed only on the element formation portion (epitaxial layer 104) and its peripheral portion.
The Ge layers 112-P respectively remain (FIG. 16). In addition, SiGe connected on the element formation portion (epitaxial layer 104)
The layer 112-S and the SiGe layer 112-P function as a base (epibase).

【0007】次に、基板100の全面上方に、CVD法
を用いてSiO2 を堆積することにより、シリコン酸化
膜114を得る(図17)。次に、シリコン酸化膜114
のうち、エミッタ形成領域部を除去する。次いで、基板
100の全面上に、N型多結晶シリコン層116、シリ
コン酸化膜(SiO2 )118、シリコン窒化膜(Si
X )120を順次、連続して形成する(図18)。
Next, a silicon oxide film 114 is obtained by depositing SiO 2 on the entire surface of the substrate 100 by the CVD method (FIG. 17). Next, the silicon oxide film 114
Of these, the emitter formation region is removed. Then, on the entire surface of the substrate 100, the N-type polycrystalline silicon layer 116, the silicon oxide film (SiO 2 ) 118, the silicon nitride film (Si
N X ) 120 is sequentially and continuously formed (FIG. 18).

【0008】次に、多結晶シリコン層116の不要な部
分、酸化膜118の不要な部分、および窒化膜120の
不要な部分をそれぞれ、除去する。これにより、エミッ
タ形成領域部と、その周囲にのみ、多結晶シリコン層1
16、酸化膜118、および窒化膜120が残り、エミ
ッタ構造体122が得られる。次に、基板100の全面
上に、CVD法を用いて二酸化シリコンを堆積し、シリ
コン酸化膜124を得る(図19)。
Next, the unnecessary portion of the polycrystalline silicon layer 116, the unnecessary portion of the oxide film 118, and the unnecessary portion of the nitride film 120 are removed. As a result, the polycrystalline silicon layer 1 is formed only in the emitter formation region and its periphery.
16, the oxide film 118 and the nitride film 120 remain, and the emitter structure 122 is obtained. Next, silicon dioxide is deposited on the entire surface of the substrate 100 by the CVD method to obtain a silicon oxide film 124 (FIG. 19).

【0009】次に、酸化膜122の全面を、異方性エッ
チングによりエッチングする。これにより、エミッタ構
造体122の側壁の上にのみ、酸化膜124が残る(図
20)。
Next, the entire surface of the oxide film 122 is etched by anisotropic etching. This leaves the oxide film 124 only on the sidewalls of the emitter structure 122 (see FIG.
20).

【0010】次に、基板100の全面上方に金属層を形
成し、この金属層をパタ−ニングする。これにより、S
iGe層112-SおよびSiGe層112-Pに接続され
たベ−ス配線126-B、低抵抗コレクタ領域110に接
続されたコレクタ配線126-Cが得られる(図13)。
尚、多結晶シリコン層116に接続されたエミッタ配線
も、同時に形成されるが、図13に示す断面では図示され
ない。
Next, a metal layer is formed on the entire surface of the substrate 100, and this metal layer is patterned. This allows S
A base wiring 126-B connected to the iGe layer 112-S and the SiGe layer 112-P and a collector wiring 126-C connected to the low resistance collector region 110 are obtained (FIG. 13).
Although the emitter wiring connected to the polycrystalline silicon layer 116 is also formed at the same time, it is not shown in the cross section shown in FIG.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】図13〜図20を参照して
説明した製造方法では、ベ−スとエミッタとを自己整合
的に形成できない。即ち、図18を参照して説明した工程
のように、酸化膜114のうち、エミッタ形成領域部を
除去することによって、ベ−スとエミッタとを接合させ
る領域を得るためである。ベ−スとエミッタとを自己整
合的に形成できないと、ベ−ス〜エミッタ間容量が不必
要に増大することになり、動作の高速化を妨げる。
According to the manufacturing method described with reference to FIGS. 13 to 20, the base and the emitter cannot be formed in a self-aligned manner. That is, as in the step described with reference to FIG. 18, the emitter forming region is removed from the oxide film 114 to obtain a region for joining the base and the emitter. If the base and the emitter cannot be formed in a self-aligned manner, the capacitance between the base and the emitter unnecessarily increases, which hinders the operation speed from increasing.

【0012】さらに、図13に示すトランジスタ構造で
は、ベ−ス配線126-Bが、エミッタ、即ち多結晶シリ
コン層116上に重なっているため、ベ−ス〜エミッタ
間容量が大きい。
Further, in the transistor structure shown in FIG. 13, since the base wiring 126-B overlaps the emitter, that is, the polycrystalline silicon layer 116, the capacitance between the base and the emitter is large.

【0013】また、ベ−ス材料としてSiとGeとの化
合物を用いた場合、結晶学的に、比較的不安定とされる
SiGe層112-S、並びに112-P上に、酸化膜11
4をつけた状態で製造を進め、図18を参照して説明した
工程ように、開口部を形成するとSiGe層112-Pが
露出し、SiGe層112-Pがエッチャント等にさらさ
れる。このため、ベ−スとエミッタとの接合を、高精度
に得ることが困難である。
When a compound of Si and Ge is used as the base material, the oxide film 11 is formed on the SiGe layers 112-S and 112-P which are relatively crystallographically unstable.
4 is attached, the SiGe layer 112-P is exposed when the opening is formed as in the process described with reference to FIG. 18, and the SiGe layer 112-P is exposed to an etchant or the like. Therefore, it is difficult to obtain the junction between the base and the emitter with high accuracy.

【0014】この発明は、上記の点に鑑み為されたもの
で、その目的は、ベ−ス〜エミッタ間容量を小さくで
き、かつベ−スとエミッタとの接合を高精度で得られる
半導体装置の製造方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is a semiconductor device in which the capacitance between the base and the emitter can be reduced and the junction between the base and the emitter can be obtained with high accuracy. It is to provide a manufacturing method of.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】この発明の半導体装置の
製造方法は、半導体基体上に、第1の半導体でなる第1
の半導体層と、前記第1の半導体と異なる第2の半導体
でなる第2の半導体層とを連続して形成し、前記第2の
半導体層の不要な部分を、前記第1の半導体層をエッチ
ングストッパに用いて除去し、エミッタ構造体を得て、
前記エミッタ構造体の側壁上に絶縁膜でなるスペ−サ層
を形成する。そして、前記第1の半導体層に電気的に接
続された導電層を形成し、前記導電層に電気的に接続さ
れたベ−ス配線層を形成し、前記第2の半導体層に電気
的に接続されたエミッタ配線層を形成することを特徴と
している。
According to a method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a first semiconductor made of a first semiconductor is formed on a semiconductor substrate.
And a second semiconductor layer made of a second semiconductor different from the first semiconductor are continuously formed, and an unnecessary portion of the second semiconductor layer is replaced by the first semiconductor layer. It is used as an etching stopper and removed to obtain an emitter structure,
A spacer layer made of an insulating film is formed on the sidewall of the emitter structure. Then, a conductive layer electrically connected to the first semiconductor layer is formed, a base wiring layer electrically connected to the conductive layer is formed, and an electrically conductive layer is electrically connected to the second semiconductor layer. It is characterized in that a connected emitter wiring layer is formed.

【0016】[0016]

【作用】上記構成の半導体装置の製造方法であると、第
2の半導体層の不要な部分を、前記第1の半導体層をエ
ッチングストッパに用いて除去することでエミッタ構造
体を得る。エミッタ構造体を得ることで、ベ−ス(第1
の半導体層)とエミッタ(第2の半導体層)との接合の
幅、並びにエミッタの大きさの両者が決定される。この
ように、通常、二度の工程が必要となるベ−スとエミッ
タとの接合の幅を決定、並びにエミッタの大きさを決定
を、一度の工程で決定できるため、合わせ余裕等の余分
な領域を極力省略することができ、ベ−ス〜エミッタ間
容量が不必要に増大することを防止できる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device having the above structure, an unnecessary portion of the second semiconductor layer is removed by using the first semiconductor layer as an etching stopper to obtain an emitter structure. By obtaining the emitter structure, the base (first
Width of the junction between the semiconductor layer) and the emitter (second semiconductor layer), and the size of the emitter are both determined. In this way, the width of the junction between the base and the emitter, which usually requires two steps, and the size of the emitter can be determined in a single step. The region can be omitted as much as possible, and the capacitance between the base and the emitter can be prevented from unnecessarily increasing.

【0017】また、ベ−ス配線層を、第1の半導体層に
接続された導電層により引き出すため、ベ−ス配線層が
エミッタ(第2の半導体層)の上に重なることがなくな
り、この点からも、ベ−ス〜エミッタ間容量を小さくで
きる。
Further, since the base wiring layer is drawn out by the conductive layer connected to the first semiconductor layer, the base wiring layer does not overlap the emitter (second semiconductor layer), Also from the viewpoint, the capacitance between the base and the emitter can be reduced.

【0018】さらに、第1の半導体でなる第1の半導体
層と、前記第1の半導体と異なる第2の半導体でなる第
2の半導体層とを連続して形成するために、第1の半導
体層と第2の半導体層との接合を、第1の半導体層を露
出させることなく得ることができる。このため、ベ−ス
(第1の半導体層)とエミッタ(第2の半導体層)との
接合を高精度で得ることができる。
Further, in order to continuously form the first semiconductor layer made of the first semiconductor and the second semiconductor layer made of the second semiconductor different from the first semiconductor, the first semiconductor layer is formed. A bond between the layer and the second semiconductor layer can be obtained without exposing the first semiconductor layer. Therefore, the junction between the base (first semiconductor layer) and the emitter (second semiconductor layer) can be obtained with high accuracy.

【0019】[0019]

【実施例】以下、図面を参照してこの発明を一実施例に
より説明する。この説明において全図にわたり共通の部
分には共通の参照符号を付すことで重複する説明を避け
ることにする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In this description, common parts are denoted by common reference symbols throughout the drawings to avoid redundant description.

【0020】図1は、この発明の一実施例に係わる半導
体装置の製造方法により得られたトランジスタの最終的
な形状を示す断面図で、図2〜図12はそれぞれ、主要な
製造段階毎に示した断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing the final shape of a transistor obtained by the method for manufacturing a semiconductor device according to one embodiment of the present invention. FIGS. It is the sectional view shown.

【0021】まず、主要な表面を(100)面としたP
型シリコン基板1の表面領域内に、N型の不純物を導入
し、N型埋込領域3を形成する。この時、埋込領域3へ
の添加不純物には砒素(As)、あるいはアンチモン
(Sb)が使用される。そして、埋込領域3の不純物濃
度は、1×1019cm-3とされる。次いで、基板1上に
シリコンをエピタキシャル成長させ、N型エピタキシャ
ル層5を得る。エピタキシャル層5の厚さは、トランジ
スタの耐圧によって決定される。本実施例では、エピタ
キシャル層5の厚さを600nmとした。また、エピタ
キシャル層5への添加不純物には燐(P)を用い、その
不純物濃度は1×1016cm-3とした。次いで、エピタ
キシャル層5、および埋込領域3を貫通して基板1の内
部まで達する素子分離領域7を形成し、次いで、素子周
辺部の浮遊容量を減少させるために、素子活性領域を囲
うように、絶縁領域9を形成する。素子分離領域7に
は、トレンチアイソレ−ションと通常呼ばれている技術
を採用する。また、絶縁領域9には、絶縁物としてシリ
コン酸化膜(SiO2 )を用いる。次いで、将来、コレ
クタ領域が形成される部分に対してN型不純物を導入
し、低抵抗コレクタ領域11を形成する。低抵抗コレク
タ領域11は、実際には、熱ストレスを避けるため、素
子分離領域7を形成する前に、コレクタ領域が形成され
る部分に対して燐をイオン注入することにより得てい
る。イオン注入の条件は、31+ を用い、加速電圧40
keV、ド−ズ量5×1015cm-2としている(図
2)。
First, P with the main surface being the (100) plane
N-type impurities are introduced into the surface region of the type silicon substrate 1 to form the N-type buried region 3. At this time, arsenic (As) or antimony (Sb) is used as an impurity added to the buried region 3. Then, the impurity concentration of the buried region 3 is set to 1 × 10 19 cm −3 . Then, silicon is epitaxially grown on the substrate 1 to obtain the N-type epitaxial layer 5. The thickness of the epitaxial layer 5 is determined by the breakdown voltage of the transistor. In this embodiment, the thickness of the epitaxial layer 5 is 600 nm. Further, phosphorus (P) was used as an impurity added to the epitaxial layer 5, and the impurity concentration was set to 1 × 10 16 cm −3 . Next, an element isolation region 7 that penetrates the epitaxial layer 5 and the buried region 3 and reaches the inside of the substrate 1 is formed, and then, in order to reduce the stray capacitance in the peripheral portion of the device, the device active region is surrounded. , The insulating region 9 is formed. For the element isolation region 7, a technique generally called trench isolation is adopted. Further, a silicon oxide film (SiO 2 ) is used as an insulating material in the insulating region 9. Next, in the future, an N-type impurity is introduced into the portion where the collector region will be formed to form the low resistance collector region 11. In order to avoid thermal stress, the low resistance collector region 11 is actually obtained by ion-implanting phosphorus into a portion where the collector region is formed before forming the element isolation region 7. The ion implantation conditions are 31 P + , and the acceleration voltage is 40
The keV and dose amount are set to 5 × 10 15 cm −2 (FIG. 2).

【0022】次に、基板1の全面上方に、シリコン窒化
膜(SiNX )13を形成する。次いで、窒化膜13の
不要な部分を除去する。これにより、窒化膜13は、低
抵抗コレクタ領域11の上、およびその周辺上にのみ残
る。この窒化膜13は、ベ−スおよびエミッタを形成す
る時、コレクタ上にエピタキシャル成長が生じないよう
にするためのマスク材である。この実施例では、窒化膜
13の厚さを50nmに設定した(図3)。
Next, a silicon nitride film (SiN x ) 13 is formed on the entire surface of the substrate 1. Then, unnecessary portions of the nitride film 13 are removed. As a result, the nitride film 13 remains only on the low resistance collector region 11 and its periphery. This nitride film 13 is a mask material for preventing epitaxial growth on the collector when forming the base and the emitter. In this example, the thickness of the nitride film 13 was set to 50 nm (FIG. 3).

【0023】次に、エピタキシャル層5の上にのみ、S
iとGeとの化合物をエピタキシャル成長させる。これ
により、単結晶SiGe層15-Sが素子形成部(エピタ
キシャル層5)上に形成される。次いで、SiGe層1
5-Sの表面上に、N型シリコン層17を、SiGe層1
5-Sと連続してエピタキシャル成長させる。さらに、シ
リコン層17の表面上に、高濃度N+ 型シリコン層19
を、シリコン層17と連続してエピタキシャル成長させ
る。SiGe層15-Sのゲルマニウム(Ge)含有量は
10%、添加不純物は硼素(B)であり、その濃度は1
×1019cm-3である。そして、SiGe層15-Sの厚
さは50nmとした。尚、SiGe層15-Sでは、必要
に応じてゲルマニウム濃度、および不純物濃度に傾斜を
つける場合もある。即ち、不純物濃度を、SiGe層1
5-S全体で均一化せず、たとえばエピタキシャル層5と
の界面では濃度を低くし、成長させるにつれて徐々に濃
度を高める等である。あるいは逆に、エピタキシャル層
5との界面では濃度を高くし、成長させるにつれて徐々
に濃度を低めることもある。また、SiGe層15-Sの
厚さは、トランジスタの耐圧に応じて適宜設定される。
本実施例では、シリコン層17における添加不純物を燐
(P)とし、その濃度を1×1017cm-3とした。そし
て、シリコン層17の厚さは200nmとした。高濃度
シリコン層19は、エミッタの電極として機能するた
め、充分に低抵抗化されることが好ましい。本実施例で
は、高濃度シリコン層19における添加不純物を燐
(P)とし、その濃度を1×1019cm-3とした。そし
て、高濃度シリコン層19の厚さは400nmとした。
SiGe層15-S、シリコン層17、および高濃度シリ
コン層19を連続してエピタキシャル成長させた後、基
板1の全面上方に、CVD法を用いて二酸化シリコンを
堆積し、シリコン酸化膜21を得る(図4)。
Next, only on the epitaxial layer 5, S
A compound of i and Ge is epitaxially grown. As a result, the single crystal SiGe layer 15-S is formed on the element forming portion (epitaxial layer 5). Then the SiGe layer 1
The N-type silicon layer 17 and the SiGe layer 1 are formed on the surface of 5-S.
Epitaxially grow continuously with 5-S. Further, a high concentration N + type silicon layer 19 is formed on the surface of the silicon layer 17.
Are continuously epitaxially grown with the silicon layer 17. The germanium (Ge) content of the SiGe layer 15-S is 10%, the impurity added is boron (B), and its concentration is 1
It is × 10 19 cm -3 . The thickness of the SiGe layer 15-S was set to 50 nm. In the SiGe layer 15-S, the germanium concentration and the impurity concentration may be graded if necessary. That is, the impurity concentration is set to the SiGe layer 1
For example, the concentration is not uniform over the entire 5-S, the concentration is low at the interface with the epitaxial layer 5, and the concentration is gradually increased as it grows. Alternatively, conversely, the concentration may be increased at the interface with the epitaxial layer 5 and gradually decreased as it grows. Moreover, the thickness of the SiGe layer 15-S is appropriately set according to the breakdown voltage of the transistor.
In this embodiment, the added impurity in the silicon layer 17 is phosphorus (P) and its concentration is 1 × 10 17 cm −3 . The thickness of the silicon layer 17 was 200 nm. Since the high-concentration silicon layer 19 functions as an electrode of the emitter, it is preferable that the high-concentration silicon layer 19 has a sufficiently low resistance. In this embodiment, the impurity added to the high-concentration silicon layer 19 is phosphorus (P), and its concentration is 1 × 10 19 cm −3 . The thickness of the high concentration silicon layer 19 was 400 nm.
After the SiGe layer 15-S, the silicon layer 17, and the high-concentration silicon layer 19 are continuously epitaxially grown, silicon dioxide is deposited on the entire surface of the substrate 1 by the CVD method to obtain a silicon oxide film 21 ( (Fig. 4).

【0024】次に、酸化膜21、高濃度シリコン層1
9、およびシリコン層17それぞれの不要な部分を除去
する。これにより、エミッタ形成領域部と、その周囲に
のみ、酸化膜21、高濃度シリコン層19、およびシリ
コン層17が残る。この時、シリコン層17は完全に除
去せず、SiGe層15-Sの上に幾らか残るようにす
る。シリコン層17は、SiGe層15-S、およびエミ
ッタ領域、およびこれらの界面側壁部のダメ−ジを除去
するために、あえて残される。ちなみに、本実施例で
は、酸化膜21、高濃度シリコン層19、およびシリコ
ン層17の除去に、たとえばRIE法等の異方性エッチ
ングを用いる(図5)。
Next, the oxide film 21 and the high-concentration silicon layer 1
9 and the unnecessary portions of the silicon layer 17 are removed. As a result, the oxide film 21, the high-concentration silicon layer 19, and the silicon layer 17 remain only in the emitter formation region and its periphery. At this time, the silicon layer 17 is not completely removed but some remains on the SiGe layer 15-S. The silicon layer 17 is intentionally left in order to remove the damage of the SiGe layer 15-S, the emitter region, and the interface side wall portions thereof. Incidentally, in this embodiment, the oxide film 21, the high-concentration silicon layer 19, and the silicon layer 17 are removed by using anisotropic etching such as RIE (FIG. 5).

【0025】次に、シリコン層17のうち、あえて残さ
れた部分を完全に除去し、シリコン層17と高濃度シリ
コン層19とで構成されるエミッタ構造体を23を得
る。この時の除去には、ウェットエッチングを用いる。
ウェットエッチングでは、通常、弗酸と硝酸とが混合さ
れたエッチング液が用いられるが、この種のエッチング
液では、SiとSiGeとのエッチング選択比が得られ
ないため、本実施例ではプロパノ−ルと重クロム酸カリ
ウムを含んだエッチング液を用いた。これにより、必要
とされるオ−バエッチングを行っても、SiGe層15
-Sは消滅しない。また、このウェットエッチングによっ
て、図5を参照して説明した工程における異方性エッチ
ングで生じたSiGe層15-S、エミッタ領域、および
これらの界面側壁部のダメ−ジが除去される(図6)。
Next, the part of the silicon layer 17 that has been intentionally left is completely removed to obtain an emitter structure 23 composed of the silicon layer 17 and the high-concentration silicon layer 19. Wet etching is used for removal at this time.
In wet etching, an etching solution in which hydrofluoric acid and nitric acid are mixed is usually used. However, since an etching selection ratio of Si and SiGe cannot be obtained with this type of etching solution, in the present embodiment, the propanol is used. And an etching solution containing potassium dichromate was used. As a result, even if the required over etching is performed, the SiGe layer 15
-S does not disappear. Further, by this wet etching, the damages of the SiGe layer 15-S, the emitter region, and the interface side wall portion of these generated by the anisotropic etching in the step described with reference to FIG. 5 are removed (FIG. 6). ).

【0026】次に、基板1の全面上に、CVD法を用い
て二酸化シリコンを堆積し、シリコン酸化膜25を得
る。本実施例では、酸化膜25の厚さを300nmに設
定した。酸化膜25は、電極完成時、エミッタ領域とベ
−ス領域とを分離するためのスペ−サとなる(図7)。
Next, silicon dioxide is deposited on the entire surface of the substrate 1 by the CVD method to obtain a silicon oxide film 25. In this embodiment, the thickness of the oxide film 25 is set to 300 nm. The oxide film 25 serves as a spacer for separating the emitter region and the base region when the electrode is completed (FIG. 7).

【0027】次に、酸化膜25の全面を、RIE法等の
異方性エッチングによりエッチングする。これにより、
エミッタ構造体23の側壁の上にのみ、酸化膜25が残
る。残った酸化膜25はエミッタ領域とベ−ス領域とを
分離するためのスペ−サとして機能する。この時のエッ
チングでは、エミッタ構造体23の上に残っていた酸化
膜21、および低抵抗コレクタ領域11の上に残されて
いた窒化膜13も除去される(図8)。
Next, the entire surface of the oxide film 25 is etched by anisotropic etching such as RIE. This allows
The oxide film 25 remains only on the side wall of the emitter structure 23. The remaining oxide film 25 functions as a spacer for separating the emitter region and the base region. By the etching at this time, the oxide film 21 left on the emitter structure 23 and the nitride film 13 left on the low resistance collector region 11 are also removed (FIG. 8).

【0028】次に、基板1の全面上に、CVD法を用い
てシリコンを堆積してP型ポリシリコン層27を得て、
連続して窒化シリコンを堆積してシリコン窒化膜(Si
X)29を得る。ポリシリコン層27は、堆積時に硼
素等のP型不純物をド−ピングしても、イオン注入法等
により、形成後に硼素等のP型不純物をド−ピングして
も良い。本実施例では、ポリシリコン層27の厚さを2
00nmとし、添加不純物を硼素とし、その濃度は1×
1020cm-3とした。窒化膜29は、後に行われるエッ
チング工程において、エッチングマスクとして機能す
る。そして、本実施例では、窒化膜29の膜厚を50n
mに設定した(図9)。
Next, silicon is deposited on the entire surface of the substrate 1 by the CVD method to obtain a P-type polysilicon layer 27,
A silicon nitride film (Si
N X ) 29 is obtained. The polysilicon layer 27 may be doped with P-type impurities such as boron at the time of deposition, or may be doped with P-type impurities such as boron after being formed by an ion implantation method or the like. In this embodiment, the polysilicon layer 27 has a thickness of 2
00 nm, the added impurity is boron, and the concentration is 1 ×
It was set to 10 20 cm -3 . The nitride film 29 functions as an etching mask in an etching process performed later. Further, in this embodiment, the film thickness of the nitride film 29 is set to 50 n.
It was set to m (Fig. 9).

【0029】次に、窒化膜29の不要な部分を除去し、
ポリシリコン層27のベ−ス引き出し領域とする部分に
対応した窒化膜29のみを残す(図10)。次に、窒化膜
29をエッチングマスクに用い、プロパノ−ルと重クロ
ム酸カリウムを含んだエッチング液により、ポリシリコ
ン層27の選ばれた部分を除去する。これにより、残っ
たポリシリコン層27によって構成されたベ−ス引き出
し領域が得られる(図11)。
Next, an unnecessary portion of the nitride film 29 is removed,
Only the nitride film 29 corresponding to the portion of the polysilicon layer 27 that will be the base extraction region is left (FIG. 10). Next, using the nitride film 29 as an etching mask, a selected portion of the polysilicon layer 27 is removed by an etching solution containing propanol and potassium dichromate. As a result, the base lead-out region constituted by the remaining polysilicon layer 27 is obtained (FIG. 11).

【0030】次に、窒化膜29を除去する。次いで、基
板1の全面上に、CVD法を用いて二酸化シリコンを堆
積してシリコン酸化膜31を得る。次いで、酸化膜31
に生じている段差部をレジストにより埋め込む。次い
で、埋め込まれているレジストと二酸化シリコンとのエ
ッチングレ−トに差が無い条件により、酸化膜31およ
びレジストをエッチバックする。そして、このエッチバ
ックを、エミッタの表面、即ちエミッタ構造体23のう
ち、高濃度シリコン層19の表面が露出するまで行う。
この時、エミッタ構造体23の側壁上に残っている酸化
膜25もエッチバックされるため、酸化膜25の表面と
酸化膜31の表面との段差もなくなる。従って、酸化膜
25および酸化膜31で構成され、その表面が平坦化さ
れた層間絶縁膜により、基板1の表面が覆われることに
なる(図12)。
Next, the nitride film 29 is removed. Then, silicon dioxide is deposited on the entire surface of the substrate 1 by the CVD method to obtain a silicon oxide film 31. Then, the oxide film 31
The stepped portion that has occurred is buried with a resist. Next, the oxide film 31 and the resist are etched back under the condition that there is no difference in the etching rate between the embedded resist and silicon dioxide. Then, this etch back is performed until the surface of the emitter, that is, the surface of the high-concentration silicon layer 19 of the emitter structure 23 is exposed.
At this time, the oxide film 25 remaining on the side wall of the emitter structure 23 is also etched back, so that there is no step between the surface of the oxide film 25 and the surface of the oxide film 31. Therefore, the surface of the substrate 1 is covered with the interlayer insulating film which is composed of the oxide film 25 and the oxide film 31 and whose surface is flattened (FIG. 12).

【0031】次に、酸化膜31に、ポリシリコン層27
に達するベ−ス開孔部、および低抵抗コレクタ領域11
に達するコレクタ開孔部を形成する。次いで、基板1の
全面上方にアルミニウム(Al)層を形成し、このアル
ミニウム層をパタ−ニングする。これにより、高濃度シ
リコン層19に接続されたエミッタ配線33-E、ベ−ス
開孔部を介してポリシリコン層27接続されたベ−ス配
線33-B、およびコレクタ開孔部を介して低抵抗コレク
タ領域11に接続されたコレクタ配線33-Cが得られる
(図1)。
Next, the polysilicon film 27 is formed on the oxide film 31.
To the base opening and the low resistance collector region 11
To form a collector opening reaching. Next, an aluminum (Al) layer is formed on the entire surface of the substrate 1, and this aluminum layer is patterned. As a result, the emitter wiring 33-E connected to the high-concentration silicon layer 19, the base wiring 33-B connected to the polysilicon layer 27 via the base opening, and the collector opening are provided. A collector wiring 33-C connected to the low resistance collector region 11 is obtained (FIG. 1).

【0032】上記一実施例により説明した半導体装置の
製造方法であると、ベ−スとエミッタとを自己整合的に
形成できる。特に図5〜図6を参照して説明した工程の
ように、高濃度シリコン層19の不要な部分、およびシ
リコン層17の不要な部分をエッチングすることによっ
て、エミッタ形成領域部にのみ、高濃度シリコン層19
およびシリコン層17を残す。この残された高濃度シリ
コン層19およびシリコン層17はエミッタ構造体23
となる。即ち、一度のリソグラフィ工程によってエミッ
タ構造体23が形成され、エミッタ構造体23が形成さ
れることで、エミッタとベ−スとの接合の幅も決まり、
また、エミッタ領域の大きさも決まる。このように、一
度のリソグラフィで、エミッタとベ−スとの接合の幅も
エミッタ領域の大きさも決定されるため、ベ−ス〜エミ
ッタ間容量を不必要に増大することもない。
According to the method of manufacturing the semiconductor device described in the above embodiment, the base and the emitter can be formed in a self-aligned manner. In particular, as in the steps described with reference to FIGS. 5 to 6, by etching unnecessary portions of the high-concentration silicon layer 19 and unnecessary portions of the silicon layer 17, high-concentration only in the emitter formation region portion. Silicon layer 19
And leaving the silicon layer 17. The remaining high-concentration silicon layer 19 and silicon layer 17 are the emitter structure 23.
Becomes That is, the emitter structure 23 is formed by one lithography process, and the width of the junction between the emitter and the base is determined by forming the emitter structure 23.
Also, the size of the emitter region is determined. As described above, since the width of the junction between the emitter and the base and the size of the emitter region are determined by one-time lithography, the capacitance between the base and the emitter is not unnecessarily increased.

【0033】さらに、図1に示すトランジスタ構造のよ
うに、ベ−ス配線33-Bが、エミッタ、即ち高濃度シリ
コン層19やシリコン層17の上に重ならないため、ベ
−ス〜エミッタ間容量を小さくできる。
Further, unlike the transistor structure shown in FIG. 1, since the base wiring 33-B does not overlap the emitter, that is, the high-concentration silicon layer 19 or the silicon layer 17, the capacitance between the base and the emitter is reduced. Can be made smaller.

【0034】このように、ベ−ス〜エミッタ間容量が低
減されるので、トランジスタ動作の高速化に寄与するこ
とができる。また、ベ−ス材料としてSiとGeとの化
合物を用いているが、特に図4を参照して説明した工程
のように、結晶学的に、比較的不安定とされるSiGe
層15-Sの上に、連続してエミッタ材料となるシリコン
層17および高濃度シリコン層19を形成する。このた
め、ベ−スとエミッタとの接合が露出しなくなり、ベ−
スとエミッタとの接合を、高精度に得ることができる。
As described above, the capacitance between the base and the emitter is reduced, which can contribute to speeding up of transistor operation. Although a compound of Si and Ge is used as a base material, SiGe which is relatively unstable crystallographically, as in the step described with reference to FIG.
On the layer 15-S, a silicon layer 17 and a high-concentration silicon layer 19 which will be emitter materials are successively formed. Therefore, the junction between the base and the emitter is not exposed, and the base
The junction between the emitter and the emitter can be obtained with high accuracy.

【0035】さらに、特に図6を参照して説明した工程
のように、図5を参照して説明した工程での異方性エッ
チングで生じたSiGe層15-S、エミッタ領域、およ
びこれらの界面側壁部のダメ−ジを除去するため、その
精度は、より一層高まることになる。
Further, as in the step described with reference to FIG. 6 in particular, the SiGe layer 15-S formed by the anisotropic etching in the step described with reference to FIG. Since the damage on the side wall is removed, the accuracy is further enhanced.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ベ−ス〜エミッタ間容量を小さくでき、かつベ−ス
とエミッタとの接合を高精度で得られる半導体装置の製
造方法を提供できる。
As described above, according to the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device in which the capacitance between the base and the emitter can be reduced and the junction between the base and the emitter can be obtained with high accuracy. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1はこの発明の一実施例に係わる半導体装置
の製造方法により得られたトランジスタの最終的な形状
を示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a final shape of a transistor obtained by a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図2はこの発明の一実施例に係わる半導体装置
の製造方法の主要な工程におけるトランジスタの断面
図。
FIG. 2 is a sectional view of a transistor in a main step of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図3】図3はこの発明の一実施例に係わる半導体装置
の製造方法の主要な工程におけるトランジスタの断面
図。
FIG. 3 is a sectional view of a transistor in a main step of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図4】図4はこの発明の一実施例に係わる半導体装置
の製造方法の主要な工程におけるトランジスタの断面
図。
FIG. 4 is a sectional view of a transistor in a main step of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図5】図5はこの発明の一実施例に係わる半導体装置
の製造方法の主要な工程におけるトランジスタの断面
図。
FIG. 5 is a sectional view of a transistor in a main step of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図6】図6はこの発明の一実施例に係わる半導体装置
の製造方法の主要な工程におけるトランジスタの断面
図。
FIG. 6 is a sectional view of a transistor in a main step of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図7】図7はこの発明の一実施例に係わる半導体装置
の製造方法の主要な工程におけるトランジスタの断面
図。
FIG. 7 is a sectional view of a transistor in a main step of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図8】図8はこの発明の一実施例に係わる半導体装置
の製造方法の主要な工程におけるトランジスタの断面
図。
FIG. 8 is a sectional view of a transistor in a main step of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図9】図9はこの発明の一実施例に係わる半導体装置
の製造方法の主要な工程におけるトランジスタの断面
図。
FIG. 9 is a sectional view of a transistor in a main step of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図10】図10はこの発明の一実施例に係わる半導体装
置の製造方法の主要な工程におけるトランジスタの断面
図。
FIG. 10 is a sectional view of a transistor in a main step of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図11】図11はこの発明の一実施例に係わる半導体装
置の製造方法の主要な工程におけるトランジスタの断面
図。
FIG. 11 is a sectional view of a transistor in a main step of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図12】図12はこの発明の一実施例に係わる半導体装
置の製造方法の主要な工程におけるトランジスタの断面
図。
FIG. 12 is a sectional view of a transistor in a main step of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図13】図13は従来の半導体装置の製造方法により得
られたトランジスタの最終的な形状を示す断面図。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a final shape of a transistor obtained by a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図14】図14は従来の半導体装置の製造方法の主要な
工程におけるトランジスタの断面図。
FIG. 14 is a sectional view of a transistor in a main step of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図15】図15は従来の半導体装置の製造方法の主要な
工程におけるトランジスタの断面図。
FIG. 15 is a sectional view of a transistor in a main step of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図16】図16は従来の半導体装置の製造方法の主要な
工程におけるトランジスタの断面図。
FIG. 16 is a sectional view of a transistor in a main step of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図17】図17は従来の半導体装置の製造方法の主要な
工程におけるトランジスタの断面図。
FIG. 17 is a sectional view of a transistor in a main step of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図18】図18は従来の半導体装置の製造方法の主要な
工程におけるトランジスタの断面図。
FIG. 18 is a cross-sectional view of a transistor in a main step of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図19】図19は従来の半導体装置の製造方法の主要な
工程におけるトランジスタの断面図。
FIG. 19 is a sectional view of a transistor in a main step of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図20】図20は従来の半導体装置の製造方法の主要な
工程におけるトランジスタの断面図。
FIG. 20 is a sectional view of a transistor in a main step of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…P型シリコン基板、3…N型埋込領域、5…N型エ
ピタキシャル、7…素子分離領域、9…絶縁領域、11
…低抵抗コレクタ領域、13…シリコン窒化膜、15-S
…単結晶SiGe層、17…N型シリコン層、19…高
濃度N+ シリコン層、21…シリコン酸化膜、23…エ
ミッタ構造体、25…シリコン酸化膜、27…P型ポリ
シリコン層、29…シリコン窒化膜、31…シリコン酸
化膜、33-B…ベ−ス配線、33-E…エミッタ配線、3
3-C…コレクタ配線。
1 ... P-type silicon substrate, 3 ... N-type buried region, 5 ... N-type epitaxial region, 7 ... Element isolation region, 9 ... Insulating region, 11
… Low resistance collector region, 13… Silicon nitride film, 15-S
... single crystal SiGe layer, 17 ... N-type silicon layer, 19 ... high-concentration N + silicon layer, 21 ... silicon oxide film, 23 ... emitter structure, 25 ... silicon oxide film, 27 ... P-type polysilicon layer, 29 ... Silicon nitride film, 31 ... Silicon oxide film, 33-B ... Base wiring, 33-E ... Emitter wiring, 3
3-C ... Collector wiring.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基体上に、第1の半導体でなる第
1の半導体層と、前記第1の半導体と異なる第2の半導
体でなる第2の半導体層とを連続して形成する工程と、 前記第2の半導体層の不要な部分を、前記第1の半導体
層をエッチングストッパに用いて除去し、エミッタ構造
体を得る工程と、 前記エミッタ構造体の側壁上に絶縁膜でなるスペ−サ層
を形成する工程と、 前記第1の半導体層に電気的に接続された導電層を形成
する工程と、 前記導電層に電気的に接続されたベ−ス配線層を形成す
る工程と、 前記第2の半導体層に電気的に接続されたエミッタ配線
層を形成する工程とを具備することを特徴とする半導体
装置の製造方法。
1. A step of continuously forming, on a semiconductor substrate, a first semiconductor layer made of a first semiconductor and a second semiconductor layer made of a second semiconductor different from the first semiconductor. An unnecessary portion of the second semiconductor layer is removed by using the first semiconductor layer as an etching stopper to obtain an emitter structure, and a spacer formed on the sidewall of the emitter structure is an insulating film. Forming a conductive layer electrically connected to the first semiconductor layer; forming a base wiring layer electrically connected to the conductive layer; A step of forming an emitter wiring layer electrically connected to the second semiconductor layer.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998053502A1 (en) * 1997-05-22 1998-11-26 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device and method for manufacturing the same

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