JP2010141044A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】半導体装置の特性を向上できると共に、製造コストを低減できる。
【解決手段】本発明の例に関わる半導体装置は、半導体基板1上に順次積層されたコレクタ層2A、ベース層3A及びエミッタ層4Aと、コレクタ層2Aの側面上に設けられ、コレクタ層に対して歪み応力を与える第1ストレスソース膜15Aと、ベース層3Aの側面上に設けられ、ベース層3Aに対して歪み応力を与える第2ストレスソース膜17と、を具備し、第1ストレスソース膜15A上端及び前記ベース層上端は、半導体基板表面から同じ高さに位置し、第2ストレスソース膜17は、ベース層3Aの側面と第1ストレスソース膜15Aの側面との間に設けられる。
【選択図】図2
【解決手段】本発明の例に関わる半導体装置は、半導体基板1上に順次積層されたコレクタ層2A、ベース層3A及びエミッタ層4Aと、コレクタ層2Aの側面上に設けられ、コレクタ層に対して歪み応力を与える第1ストレスソース膜15Aと、ベース層3Aの側面上に設けられ、ベース層3Aに対して歪み応力を与える第2ストレスソース膜17と、を具備し、第1ストレスソース膜15A上端及び前記ベース層上端は、半導体基板表面から同じ高さに位置し、第2ストレスソース膜17は、ベース層3Aの側面と第1ストレスソース膜15Aの側面との間に設けられる。
【選択図】図2
Description
本発明は、半導体装置及びその製造方法に係り、特に、歪み技術を用いたヘテロ接合バイポーラトランジスタ及びその製造方法に関する。
従来、半導体集積回路の高性能化は、半導体集積回路を構成している半導体素子の微細化によって実現されてきた。しかし、近年においては、その微細化の限界が見えはじめ、半導体集積回路の高性能化へ向けてのスピードが、鈍化する懸念がある。その為、半導体集積回路を構成している半導体素子の特性を向上するために、微細化を伴わない新規の技術が提案されている。
例えば、ヘテロ接合型バイポーラトランジスタにおいては、ベース領域にシリコンゲルマニウム(SiGe)を用いたSiGe−HBT(Hetero junction Bipolar Transistor)の開発が推し進められている。この技術によって、バイポーラトランジスタの高速(高周波)性能指標である遮断周波数(fT)特性が向上されている。
さらなるfT特性の向上のためには、ベース幅の縮小及びベース不純物濃度の低減が必要となるが、これらは、ベース抵抗(RB)の増加及びベース耐圧(BVceo)の低下を招いてしまう。
また、fT特性を向上させる技術として、歪み技術を適用したSiGe−HBTが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
この歪み技術を適用したSiGe−HBTは、fT特性は向上するものの、その製造工程において、コレクタ領域及びベース領域に対して歪み応力を与えるストレスソース膜(ストレス誘起膜)を形成しなければならないため、リソグラフィ工程などの製造工程が増加し、製造工程が複雑化してしまう。この結果として、バイポーラトランジスタの製造コストが増大してしまう。
それゆえ、バイポーラトランジスタの性能向上とその製造コストの低減を両立できる技術が求められている。
特開2008−41899号公報
本発明は、半導体装置の特性を向上させると共に、製造コストを低減する技術を提案する。
本発明の例に関わる半導体装置は、半導体基板上に設けられるコレクタ層と、前記コレクタ層上に積層されるベース層と、前記ベース層上に積層されるエミッタ層と、前記コレクタ層の側面上に設けられ、前記コレクタ層に対して歪み応力を与える第1ストレスソース膜と、前記ベース層の側面上に設けられ、前記ベース層に対して歪み応力を与える第2ストレスソース膜と、を具備し、前記第1ストレスソース膜上端及び前記ベース層上端は、半導体基板表面から同じ高さに位置し、前記第2ストレスソース膜は、前記ベース層の側面と前記第1ストレスソース膜の側面との間に設けられる、ことを備える。
本発明の例に関わる半導体装置の製造方法は、半導体基板上に順次積層されたコレクタ層、ベース層及びダミー層を形成する工程と、前記コレクタ層及び前記ベース層の側面上に、バッファ層を形成する工程と、前記コレクタ層に対して歪み応力を与える第1ストレスソース膜を、前記バッファ層を介して前記コレクタ層の側面上及び前記ベース層の側面上に自己整合的に形成する工程と、前記ベース層の側面と前記第1ストレスソースとの間に介在する前記バッファ層を除去し、前記ベース層の側面を露出する工程と、前記ベース層に対して歪み応力を与える第2ストレスソース膜を、前記ベース層の露出した側面上に選択的に形成する工程と、前記コレクタ層、前記ベース層及び前記ダミー層を覆う層間絶縁膜を、前記半導体基板上に形成した後、前記層間絶縁膜の上端と前記ダミー層の上端とを一致させる工程と、前記ダミー層を除去し、前記ベース層の上面が露出する開口部を前記層間絶縁膜内に形成する工程と、前記層間絶縁膜内に形成された前記開口部内に、エミッタ層を自己整合的に形成する工程と、を具備する。
本発明によれば、半導体装置の特性を向上できると共に、製造コストを低減できる。
以下、図面を参照しながら、本発明の例を実施するためのいくつかの形態について詳細に説明する。
1. 実施形態
(1) 第1の実施形態
図1乃至図16を用いて、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置について、説明する。
(1) 第1の実施形態
図1乃至図16を用いて、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置について、説明する。
(a) 構造
図1及び図2を用いて、第1の実施形態に係る半導体装置の構造について、説明する。本実施形態の半導体装置は、ヘテロ接合型バイポーラトランジスタであって、例えば、シリコンゲルマニウム(SiGe)をベース層に用いたSiGe−HBTである。
図1及び図2を用いて、第1の実施形態に係る半導体装置の構造について、説明する。本実施形態の半導体装置は、ヘテロ接合型バイポーラトランジスタであって、例えば、シリコンゲルマニウム(SiGe)をベース層に用いたSiGe−HBTである。
図1及び図2は、本発明の第1の実施形態に係るSiGe−HBTの構造を示している。図1は本実施形態に係るSiGe−HBTの平面構造を図示し、図2は図1のA−A線に沿う断面構造を図示している。
図1に示すように、本実施形態のSiGe−HBTは、縦型構造を有している。つまり、半導体基板(例えば、P型シリコン基板)1上に、コレクタ層2A、ベース層3A及びエミッタ層4Aが順次積層された構造となっている。
図1に示すように、本実施形態のSiGe−HBTは、縦型構造を有している。つまり、半導体基板(例えば、P型シリコン基板)1上に、コレクタ層2A、ベース層3A及びエミッタ層4Aが順次積層された構造となっている。
半導体基板1上に設けられたコレクタ層2Aは、バイポーラトランジスタがNPN型である場合、例えば、導電型がN型のポリシリコン層2Aである。但し、コレクタ層2Aは、ポリシリコン層のような多結晶層に限定されず、エピタキシャル層など単結晶層でもよい。
コレクタ層2Aの側面上には、バッファ膜20(例えば、TEOS膜)を介して、第1ストレスソース膜15Aが設けられている。第1ストレスソース膜15Aは、コレクタ層2Aの各側面上に設けられている。ストレスソース膜15Aには、例えば、絶縁性の窒化シリコン(SiN)が用いられる。
ここで、窒化シリコンの熱膨張率は、シリコンの熱膨張率よりも大きい。本実施形態においては、この熱膨張率の違いを利用して、ストレスソース膜(窒化シリコン膜)からコレクタ層(シリコン層)に、半導体基板表面に対して垂直方向の引っ張り応力が与えられる。この垂直方向の引っ張り応力によって、コレクタ層(シリコン層)の結晶格子が歪み、この歪みに起因して、コレクタ層2A中のキャリア移動度が向上する。
尚、第1ストレスソース膜15Aは、N型のコレクタ層2Aに対して、引っ張り応力を加えることができればよい。それゆえ、第1ストレスソース膜2Aには、窒化シリコン膜の代わりに、例えば、絶縁性のシリコンゲルマニウム(SiGe)混晶膜や酸化シリコン膜、酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との積層膜などを用いてもよい。
ここで、窒化シリコンの熱膨張率は、シリコンの熱膨張率よりも大きい。本実施形態においては、この熱膨張率の違いを利用して、ストレスソース膜(窒化シリコン膜)からコレクタ層(シリコン層)に、半導体基板表面に対して垂直方向の引っ張り応力が与えられる。この垂直方向の引っ張り応力によって、コレクタ層(シリコン層)の結晶格子が歪み、この歪みに起因して、コレクタ層2A中のキャリア移動度が向上する。
尚、第1ストレスソース膜15Aは、N型のコレクタ層2Aに対して、引っ張り応力を加えることができればよい。それゆえ、第1ストレスソース膜2Aには、窒化シリコン膜の代わりに、例えば、絶縁性のシリコンゲルマニウム(SiGe)混晶膜や酸化シリコン膜、酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との積層膜などを用いてもよい。
ベース層3Aは、コレクタ層2A上に設けられ、このベース層3Aには、例えば、導電性を有するシリコンゲルマニウム層(以下、SiGe層と呼ぶ)が用いられている。上記のように、バイポーラトランジスタがNPN型である場合、ベース層3Aは、P型のSiGeである。ベース層3AとしてのSiGeは、シリコン(Si)とゲルマニウム(Ge)とが所定の混晶比(組成比)となるように形成された混晶層である。
ここで、コレクタ、ベース及びエミッタから構成されるHBTの動作速度は、電子がエミッタからコレクタへ到達するまでの時間で決まる。そのため、ベース領域を狭くし、電子の移動距離を短くすることで、動作の高速化を実現できる。但し、単純にベース領域を狭くすると、ベース抵抗(RB)の増大、ベース耐圧(BVceo)の低下が生じる。
本実施形態のように、SiGeをベース層3Aに用いた場合、SiGeのバンドギャップはシリコンのバンドギャップよりも狭いため、ベース層3A界面のエネルギーバリアが大きくなる。このようなSiGeのバンドギャップナロー効果を利用することによって、キャリア(ここでは、ホール)がベース領域からエミッタ領域へ注入されるのを抑制でき、これに加えて、ベース抵抗の低減のため、ベース層3Aの不純物濃度を高くしても、ベース耐圧(BVceo)は低下しない。それゆえ、SiGeをベース層3Aに用いることで、ベース層3Aの膜厚を薄くでき、ベース領域を狭くして、素子特性を向上できる。
また、例えば、SiGeを用いたベース層3A内のシリコンをゲルマニウムに置換する際に、ベース層内のゲルマニウムの混晶比(濃度)をエミッタ領域に向かうにつれて連続的に減らした傾斜型のGeプロファイル(不純物分布)にしてもよい。これによって、ベース領域内に電圧勾配(電界)を発生させ、キャリアのベース領域内での電界加速効果を利用することも可能である。
尚、ベース層3Aは、SiGe層に限定されず、SiGe内にさらに炭素(C)を含むSiGeC混晶層でもよい。通常、SiGe層のGeの混晶比が高くなるほど、SiGe層の格子ひずみが大きくなる。ただし、Geの混晶比が過剰になると、ベース層3AとしてのSiGe層内に転移に起因する格子欠陥(結晶欠陥)が発生し、素子特性が劣化してしまう。しかし、炭素をSiGe層に添加することで、素子特性の劣化を引き起こす格子ひずみを緩和でき、ベース層3A内に格子欠陥(結晶欠陥)が発生するのを防止できる。これによって、格子欠陥に起因する素子特性の劣化を防止できる。さらには、格子ひずみの緩和に伴い、SiGeC層中に添加できるGe混晶比を増加でき、素子特性(例えば、高周波特性)も向上できる。
ベース層3Aの側面上に、第2ストレスソース膜17が設けられている。第2ストレスソース膜17は、例えば、導電性を有するSiGe混晶膜である。第2ストレスソース膜17は、例えば、ベース層3A側面に加え、ベース層3A上面の端部も覆っている。ストレスソース膜17は、格子定数の違いを利用して、ベース層3Aに応力ひずみを与えている。
この第2ストレスソース膜17は、半導体基板1表面に対して垂直方向の引っ張り応力を、ベース層3Aに与える。このように、ベース層3Aに引っ張り応力が与えられることによって、ベース層3A中のキャリア移動度が向上する。
ここで、ストレスソース膜17がベース層3Aに引っ張り応力を与えるためには、ストレスソース膜17に用いられているSiGeの格子定数を、ベース層3Aに用いられているSiGeの格子定数よりも、大きくしなければならない。これは、SiGeは、Ge混晶比が高くなると格子定数が大きくなるため、格子定数の違いによってベース層3Aに引っ張り応力を与えるためには、ストレスソース膜17に用いられるSiGeのGe混晶比を、ベース層3Aに用いられるSiGeのGe混晶比よりも高くしなければないからである。
第2ストレスソース膜17は、例えば、選択的エピタキシャル成長法を用いて、ベース層3A表面に選択的に形成される。そのため、ストレスソース膜17を所定の形状に加工するために、フォトリソグラフィプロセスを実行することは不要である。
尚、第2ストレスソース膜17のベース層3A側面に形成された部分において、半導体基板表面に対して水平方向の厚さは、ベース層3Aに歪み応力を与え、且つ、第1ストレスソース膜15Aの歪み応力の影響を受けない厚さで、形成される。
ベース層3A側面は、導電性の第2ストレスソース膜17を経由して、ベース電極層33に接続される。ベース電極層33は、ストレスソース膜17に接触するポリシリコン層30Aと、ポリシリコン層30A表面に形成されたシリサイド層30Bとを含んでいる。
このように、第2ストレスソース膜17が導電性を有することで、本実施形態のように、ベース層3A側面にストレスソース膜17を設けても、複雑な配線レイアウトを用いることなく、ベース層3Aとベース電極層33とを接続することができる。尚、ポリシリコン層30Aには、SiGe−HBTの雑音指数を低減するため、高濃度の導電性不純物がドープされていてもよい。
ベース層3A上には、エミッタ層4Aが設けられている。エミッタ層4Aは、絶縁膜25A,50Aによって、ベース電極層33と電気的に絶縁されている。エミッタ層4Aは、絶縁膜25側面上に形成されたサイドウォール41Aと、ベース層3A上面に接触するように、サイドウォール分内に埋め込まれた部分42とを含んでいる。エミッタ層4Aには、例えば、NPN型のHBTである場合、N型ポリシリコン層が用いられる。エミッタ層4Aとベース層3Aとを接続するための開口(エミッタ開口と呼ばれる)を形成する際、サイドウォール41Aをマスクとして、ベース層3A上面を覆う部材がエッチングされる。このため、エミッタ開口を形成するためのフォトリソグラフィプロセスは不要となる。また、これによって、エミッタ開口を形成するための露光マスクは不要となるため、露光の加工限界よりも小さな寸法の開口を形成でき、結果として、半導体装置(SiGe−HBT)を微細化できる。
このように、第2ストレスソース膜17が導電性を有することで、本実施形態のように、ベース層3A側面にストレスソース膜17を設けても、複雑な配線レイアウトを用いることなく、ベース層3Aとベース電極層33とを接続することができる。尚、ポリシリコン層30Aには、SiGe−HBTの雑音指数を低減するため、高濃度の導電性不純物がドープされていてもよい。
ベース層3A上には、エミッタ層4Aが設けられている。エミッタ層4Aは、絶縁膜25A,50Aによって、ベース電極層33と電気的に絶縁されている。エミッタ層4Aは、絶縁膜25側面上に形成されたサイドウォール41Aと、ベース層3A上面に接触するように、サイドウォール分内に埋め込まれた部分42とを含んでいる。エミッタ層4Aには、例えば、NPN型のHBTである場合、N型ポリシリコン層が用いられる。エミッタ層4Aとベース層3Aとを接続するための開口(エミッタ開口と呼ばれる)を形成する際、サイドウォール41Aをマスクとして、ベース層3A上面を覆う部材がエッチングされる。このため、エミッタ開口を形成するためのフォトリソグラフィプロセスは不要となる。また、これによって、エミッタ開口を形成するための露光マスクは不要となるため、露光の加工限界よりも小さな寸法の開口を形成でき、結果として、半導体装置(SiGe−HBT)を微細化できる。
エミッタ層4A上面には、エミッタ電極層35が設けられている。エミッタ電極層35は、例えば、シリサイド層である。
また、半導体基板1上には、コレクタ層2A、ベース層3A及びエミッタ層4Aを覆う第1乃至第3層間絶縁膜55,57,59が設けられている。これらの層間絶縁膜55,57,59内には、コンタクトプラグCP1,CP2,CP3が埋め込まれている。
コレクタ層2Aには、コンタクトプラグCP1が接続されている。ベース層3Aには、ベース電極層33を経由して、コンタクトプラグCP2が接続されている。エミッタ層4Aには、エミッタ電極層35を経由して、コンタクトプラグCP3が接続されている。
また、図2に示す構造において、第2層間絶縁膜57は、第1層間絶縁膜55及び半導体基板1内に形成されたトレンチに埋め込まれ、素子分離絶縁膜DTとしても機能している。素子分離絶縁膜DTとして機能する部分は、例えば、ディープトレンチ(DT:Deep Trench)構造を有している。但し、層間絶縁膜57を素子分離絶縁膜として用いずに、層間絶縁膜57とは別途の工程で形成された絶縁膜を、半導体基板1内に設けて、素子分離絶縁膜としてもよい。また、DT構造の素子分離絶縁膜に限定されず、例えば、STI(Shallow Trench Isolation)構造の素子分離絶縁膜であってもよい。
以上のように、本実施形態のSiGe−HBTは、第1及び第2ストレスソース膜15A,17を用いて局所的(本例では、コレクタ層2A及びベース層3A)に歪み応力を与えられた、ローカル歪み技術が用いられている。
本発明の第1の実施形態に係るバイポーラトランジスタは、ベース層3AにSiGe層を用いたヘテロ接合型バイポーラトランジスタであって、コレクタ層2Aに歪み応力を与える第1ストレスソース膜15がコレクタ層2A側面上に設けられ、また、ベース層3Aに歪み応力を与える第2ストレスソース膜17がベース層3A側面上に設けられている。
第1ストレスソース膜17上端及びベース層3A上端は、半導体基板1表面から同じ高さに位置しており、第2ストレスソース膜17は、ベース層3A側面と第1ストレスソース膜15側面との間に設けられている。
本実施形態のバイポーラトランジスタ(SiGe−HBT)は、ベース層3Aに用いたSiGeのバンドギャップナロー効果と電界加速効果を利用することによって、バイポーラトランジスタの動作特性を高速化できる。
これと共に、本実施形態のSiGe−HBTは、コレクタ層2A及びベース層3Aのそれぞれに対して歪み応力を与えることで、それらに格子歪みが生じ、コレクタ層2A内及びベース層3A内のキャリア移動度が向上する。
これと共に、本実施形態のSiGe−HBTは、コレクタ層2A及びベース層3Aのそれぞれに対して歪み応力を与えることで、それらに格子歪みが生じ、コレクタ層2A内及びベース層3A内のキャリア移動度が向上する。
それゆえ、本実施形態に係るSiGe−HBTにおいては、素子特性が向上できる。
また、本実施形態のSiGe−HBTは、後述の製造方法によって、構成部材が自己整合的に形成されるため、フォトリソグラフィプロセスを削減して作製できる。
したがって、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置(バイポーラトランジスタ)によれば、素子特性を向上できると共に、製造コストを低減できる。
(b) 製造方法
以下、図2乃至図16を用いて、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。本実施形態の半導体装置の製造方法は、ヘテロ接合型バイポーラトランジスタの製造方法であって、例えば、SiGeをベース層に用いたSiGe−HBTの製造方法である。尚、ここで述べるSiGe−HBTは、NPN型であるが、本実施形態はこれに限定されない。
以下、図2乃至図16を用いて、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。本実施形態の半導体装置の製造方法は、ヘテロ接合型バイポーラトランジスタの製造方法であって、例えば、SiGeをベース層に用いたSiGe−HBTの製造方法である。尚、ここで述べるSiGe−HBTは、NPN型であるが、本実施形態はこれに限定されない。
まず、図3に示すように、半導体基板(例えば、P型シリコン基板)1上に、N型シリコン層2、P型シリコンゲルマニウム(SiGe)層3及びダミー層50,51が、例えば、化学気相堆積法(CVD:Chemical Vapor Deposition)法を用いて、順次堆積される。
N型シリコン層2は、バイポーラトランジスタのコレクタ層となり、P型SiGe膜3は、バイポーラトランジスタのベース層となる。尚、P型SiGe膜3内に、さらに炭素(C)を添加してもよい。
また、2つのダミー層50,51は、それぞれ異なる材料が用いられる。例えば、SiGe膜3上のダミー層50には、TEOS層(酸化シリコン層)が用いられ、TEOS層50上のダミー層51には、例えば、窒化シリコン層51が用いられる。
尚、本実施形態においては、一例として、シリコン基板を用いた場合について説明するが、シリコン基板の代わりにSOI(Silicon-On-Insulator)基板を用いてもよい。また、本実施形態においては、コレクタ層としてポリシリコン層を用いているが、これに限定されない。例えば、コレクタ層に、シリコン基板上に形成されたエピタキシャル層を用いたり、シリコン基板中に形成したN型不純物層を用いたり、してもよいのはもちろんである。
次に、図4に示すように、フォトリソグラフィ技術を用いた1回目のフォトリソグラフィプロセスによって、シリコン窒化膜51上に塗布されたレジスト(図示せず)に、所定のマスクパターンが転写される。そして、パターニングされたレジストをマスクとして、半導体基板1上に積層された各膜が、異方性反応性イオンエッチング(RIE:Reactive Ion Etching)法を用いて、順次エッチングされる。これによって、パターニングされたダミー層50A,51A下方に、所定の形状(寸法)を有するN型シリコン層2A及びSiGe膜3Aが、それぞれ形成される。続いて、バッファ膜(例えば、TEOS膜)20が、N型シリコン層2A、SiGe膜3A及びダミー絶縁膜50A,51Aをそれぞれ覆うように、例えば、CVD法を用いて、形成される。
そして、図6に示すように、バッファ膜20上に、シリコン窒化膜11が、例えば、CVD法によって、形成される。このシリコン窒化膜15は、コレクタ層(N型シリコン層2A)に対して歪み応力を与えるストレスソース膜となる。
この後、窒化シリコン膜15に対してエッチバックが施される。これによって、図7に示すように、コレクタ層となるN型シリコン層2Aの側面上に、ストレスソース膜15Aが形成される。ここで、ストレスソース膜15Aは、例えば、熱膨張率の違いを利用して、コレクタ層2Aに対して、歪み応力を与える。本実施形態において、窒化シリコンを用いたストレスソース膜15Aは、N型シリコンを用いたコレクタ層2Aに対して、半導体基板1表面に対して垂直方向の引っ張り応力を与える。これによって、HBTの動作時に、コレクタ層2A中の電子移動度が向上される。尚、本実施形態においては、ストレスソース膜15Aに窒化シリコン膜を用いているが、これに限定されず、例えば、絶縁性のSiGe混晶膜や酸化シリコン膜、酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との積層膜などを用いてもよい。
この後、図8に示すように、例えば、第1層間絶縁膜(例えば、TEOS膜)55が、例えば、CVD法を用いて、半導体基板上方を覆うように堆積される。堆積された層間絶縁膜55上端は、例えば、CMP(Chemical Mechanical Polishing)法を用いて、ダミー層51Aをストッパ膜として平坦化される。さらに、層間絶縁膜55上端は、半導体基板1表面からの高さが、ベース層(SiGe層)3A上端と実質的に同じ高さになるまで、等方性エッチング技術(例えば、ウェットエッチング)によりエッチングされる。
この際、ダミー層(窒化シリコン膜)51A上のバッファ膜(TEOS膜)20は、層間絶縁膜55と同じ材料が用いられているため、同時にエッチングされ、ダミー層51A上から除去される。
この際、ダミー層(窒化シリコン膜)51A上のバッファ膜(TEOS膜)20は、層間絶縁膜55と同じ材料が用いられているため、同時にエッチングされ、ダミー層51A上から除去される。
続いて、図9に示すように、例えば、ウェットエッチング法を用いて、ストレスソース膜となる窒化シリコン膜15Aがエッチングされ、その上端の半導体基板表面からの高さが、ベース層3Aの上端と実質的に同じ高さにされる。尚、この際、ダミー層51Aとしての窒化シリコン膜も、同時にエッチングされる。
さらに、例えば、フッ酸処理(ウェットエッチング)を用いて、TEOS膜が用いられたバッファ膜20が部分的にエッチングされる。この際、ベース層(SiGe膜)3Aの側面上のバッファ膜20のみが除去され、ベース層3A側面が露出する。一方、コレクタ層2A側面上においては、バッファ膜20は除去されず、コレクタ層2A側面はバッファ膜20により覆われている。また、バッファ膜20に対するエッチングの際、本実施形態において、ダミー層50Aはバッファ膜20と同じ材料(TEOS)が用いられている。そのため、ダミー絶縁膜50Aもバッファ膜20と同時にエッチングされ、ダミー絶縁膜50Aは、半導体基板1表面に対して平行方向に後退する。尚、層間絶縁膜(TEOS膜)55上面も、バッファ膜20に対するエッチングの際に、エッチングされる。
次に、図10に示すように、ベース層3Aの側面上に、ベース層3Aに歪み応力を与える第2ストレスソース膜17が、例えば、選択的エピタキシャル成長法を用いて形成される。第2ストレスソース膜17は、ベース層3Aと同じ材料が用いられ、ここでは、SiGeである。この第2ストレスソース膜17は、導電性を有する。SiGeを用いた第2ストレスソース膜17は、P型SiGeを用いたベース層3Aに対して、半導体基板1表面に対して垂直方向の引っ張り応力を与える。
ここで、形成されたストレスソース膜17としてのSiGeのGe混晶比は、ベース層3AとしてのSiGeのGe混晶比よりも大きくなるように形成される。
本実施形態では、ストレスソース膜17とベース層3Aとの格子定数の違いを利用して、ベース層3Aに歪み応力を与えている。通常、SiGeはGe混晶比が大きくなると格子定数が大きくなるため、上記のように、ストレスソース膜17としてのSiGeのGe混晶比が、ベース層3AとしてのP型SiGeのGe混晶比よりも大きくされることで、ストレスソース膜17としてのSiGeの格子定数がベース層3AとしてのSiGeの格子定数よりも大きくされる。これによって、ストレスソース膜17からベース層3Aに対して、半導体基板1表面に対して垂直方向に引っ張り応力が与えられる。
ストレスソース膜17としてのSiGe膜17は、選択的エピタキシャル法を用いて形成されるので、ベース層3AとしてのSiGe層3Aの露出した表面上でのみ結晶成長し、他の膜15A,51A,55上には成長しない。それゆえ、第2ストレスソース膜17に対するリソグラフィプロセスは不要である。
尚、上述のように、バッファ膜20に対するウェットエッチングの際に、ベース層3A上のダミー絶縁膜50Aもエッチングされるため、ベース層3A上面の端部が露出する。このため、ベース層3A側面上に加え、露出したベース層3A上面の端部にも、ストレスソース膜17としてのSiGe膜が選択的に形成される。
図11に示すように、ベースの引き出し電極層となるポリシリコン層30が、第1層間絶縁膜55上に、例えば、CVD法を用いて形成される。このポリシリコン膜30は、導電性の第2ストレスソース膜17に直接接触する。
ポリシリコン層30上面が、例えば、CMP法により、ダミー層51Aをストッパとして平坦化された後、さらに、エッチバックがポリシリコン層30に対して施され、ダミー層51Aの側面の一部が露出される。この際、作製されるHBTの雑音指数を低下させるために、イオン注入技術を用いて、ポリシリコン層30内に不純物を導入してもよい。
図12に示すように、ベース電極層33としてのポリシリコン層は、2回目のリソグラフィプロセスによってパターニングが施された後、RIE法によってエッチングされ、パターニングに基づいた形状に加工される。
そして、ベース電極層33の低抵抗化のために、サリサイド技術を用いて、ポリシリコン層30A表面が選択的にシリサイド化される。これによって、シリサイド層30Bが、ポリシリコン層30A表面に、自己整合的に形成される。
そして、ベース電極層33の低抵抗化のために、サリサイド技術を用いて、ポリシリコン層30A表面が選択的にシリサイド化される。これによって、シリサイド層30Bが、ポリシリコン層30A表面に、自己整合的に形成される。
この後、図13に示すように、3回目のリソグラフィプロセスとRIE技術を用いて、第1層間絶縁膜55及び半導体基板1内に、ディープトレンチが形成される。そして、第2層間絶縁膜57が第1層間絶縁膜55上に形成されるのと同時に、形成されたトレンチ内に、絶縁膜57が埋め込まれる。形成された絶縁膜57上面は、ダミーSiN膜をストッパ膜として、例えば、CMP法を用いて平坦化される。絶縁膜57は、第2層間絶縁膜としても機能と共に、他の素子と電気的に分離を行うための素子分離絶縁膜として機能する。
尚、本実施形態においては、図13に示す工程で、層間絶縁膜の形成と同時に素子分離絶縁膜を形成した。しかし、これに限定されず、図3に示す工程において、コレクタ層となるポリシリコンを形成する前に、フォトリソグラフィプロセスを用いて、半導体基板1内にトレンチを形成し、このトレンチに素子分離絶縁膜を形成してもよい。このように、図3に示す工程の前に、素子分離絶縁膜を形成しても、フォトリソグラフィプロセスの回数は増加しない。
尚、本実施形態においては、図13に示す工程で、層間絶縁膜の形成と同時に素子分離絶縁膜を形成した。しかし、これに限定されず、図3に示す工程において、コレクタ層となるポリシリコンを形成する前に、フォトリソグラフィプロセスを用いて、半導体基板1内にトレンチを形成し、このトレンチに素子分離絶縁膜を形成してもよい。このように、図3に示す工程の前に、素子分離絶縁膜を形成しても、フォトリソグラフィプロセスの回数は増加しない。
図14に示すように、第2ダミー層が、例えば、RIE法によって第1ダミー層50A上から除去されて、第1ダミー絶縁膜50Aのみがベース層3A上に残存される。第2ダミー絶縁膜の除去により、ベース層3A上方に開口部Uが形成され、ベース電極層30A側面は露出する。
そして、露出したベース電極層33と後の工程で形成されるエミッタ層とを電気的に絶縁するために、例えば、CVD法を用いて、ベース電極層33側面上及びダミー絶縁膜50A上に、絶縁膜(例えば、TEOS膜)25が形成される。さらに、絶縁膜25上に、例えば、ポリシリコン膜41が形成される。
この後、ポリシリコン膜41に対して、例えば、RIE法を用いたエッチバックを行われ、図15に示すように、ポリシリコンからなるサイドウォール41Aが開口部U側面上に残存する。
尚、このサイドウォール41Aはエミッタ層の一部分となるため、エミッタ層のプラグ効果に起因するエミッタ抵抗の上昇を抑えるために、イオン注入法を用いて、ポリシリコン膜41内(サイドウォール41A)内に不純物を添加してもよい。
尚、このサイドウォール41Aはエミッタ層の一部分となるため、エミッタ層のプラグ効果に起因するエミッタ抵抗の上昇を抑えるために、イオン注入法を用いて、ポリシリコン膜41内(サイドウォール41A)内に不純物を添加してもよい。
そして、サイドウォール41Aをマスクとして、例えば、RIE法を用いて、ダミー層50A内に開口部Vが形成され、ベース層3A上面が露出される。
続いて、図16に示すように、例えば、ポリシリコン膜42が、CVD法を用いて、層間絶縁膜57上及びベース層3A上に堆積された後、ポリシリコン膜42上面は層間絶縁膜57上面をストッパとしてCMP法により平坦化される。これによって、エミッタ層4Aが形成され、エミッタ層4Aがベース層3Aと電気的に接続される。このエミッタ層4Aは、開口部U側面上のサイドウォール41Aと開口部UV内に埋め込まれたポリシリコン層42とから構成される。エミッタ層4A(ポリシリコン層42)は、サイドウォール41A下方に残存した絶縁膜50Aによって、導電性の第2ストレスソース膜17とは電気的に絶縁されている。
尚、プラグ効果に起因するエミッタ抵抗の上昇を抑制するため、エミッタ層4A内に不純物を添加してもよい。この不純物は、ポリシリコン層42堆積時に不純物(ドーパント)ガスを用いて同時に添加してもよいし、ポリシリコン層42の堆積後にイオン注入法を用いて添加してもよい。
図14乃至図16に示すように、ベース層3A上方のエミッタ開口は、エミッタ層4Aの一部分を構成しているサイドウォール41Aをマスクに用いて、形成される。そして、ベース層3Aと接続されるエミッタ層4Aの一部分は、形成されたエミッタ開口U,V内に自己整合的に埋め込まれて、形成される。それゆえ、エミッタ層4Aを形成するために、フォトリソグラフィプロセスを用いる必要はない。
また、サイドウォール41を用いることで、露光(例えば、i線露光)の加工限界よりも小さな寸法でエミッタ開口を形成できる。これによって、素子の微細化を図ることができる。
また、サイドウォール41を用いることで、露光(例えば、i線露光)の加工限界よりも小さな寸法でエミッタ開口を形成できる。これによって、素子の微細化を図ることができる。
そして、図2に示すように、エミッタ層4Aとしてのポリシリコン膜41,42A上面は、サリサイド技術によりシリサイド化され、エミッタ電極層35が、エミッタ層4A上に形成される。第3層間絶縁膜59が第2層間絶縁膜57上に形成された後、コンタクトプラグCP1,CP2,CP3が、4回目のフォトリソグラフィプロセス及びRIEを用いて、層間絶縁膜55,57,59内に形成される。これによって、コンタクトプラグCP1,CP2,CP3が、コレクタ層2A、ベース層3A(ベース電極層33)及びエミッタ層4A(エミッタ電極層35)にそれぞれ接続される。
以上の各工程によって、第1の実施形態に係るヘテロ接合型バイポーラトランジスタが完成する。
上述の本実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、コレクタ層2Aに歪み応力を与える第1ストレスソース膜15Aが、コレクタ層2A側面に自己整合的に形成された後、第1ストレスソース膜15A上端及びベース層3A上端が、半導体基板表面から同じ高さにされる。そして、第1ストレスソース膜15A側面とベース層3A側面との間に、ベース層3A側面に歪み応力を与える第2ストレスソース膜17が選択的に形成される。
本実施形態によれば、SiGeをベース層3Aに用いることや、歪み技術をコレクタ層2A及びベース層3Aに用いることによって、素子特性を向上できる。
また、本実施形態によれば、エミッタ層3Aや素子特性を向上させるためのストレスソース膜15A,17を自己整合的に形成でき、この結果として、レジストの塗布工程やパターン転写のための露光工程などフォトリソグラフィプロセスを削減できる。また、フォトリソグラフィプロセスを削減できるため、そのフォトマスクを作製するための期間やマスクを作製するためのコストを削減できる。
以上のように、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置(ヘテロ接合バイポーラトランジスタ)の製造方法によれば、素子特性を向上させた半導体装置を提供できると共に、半導体装置の製造コストを低減できる。
(2) 第2の実施形態
第1の実施形態においては、ローカル歪み技術を適用したヘテロ接合バイポーラトランジスタ(SiGe−HBT)について、述べた。
歪み技術の1つとして、歪み応力をある部材に記憶させるストレスメモライゼーション技術(SMT:Stress Memorization Technique)がある。
第1の実施形態においては、ローカル歪み技術を適用したヘテロ接合バイポーラトランジスタ(SiGe−HBT)について、述べた。
歪み技術の1つとして、歪み応力をある部材に記憶させるストレスメモライゼーション技術(SMT:Stress Memorization Technique)がある。
本発明の第2の実施形態においては、ローカル歪み技術に加えて、ストレスメモライゼーション技術も採用した半導体装置について、説明する。
(a) 構造
図17を用いて、本発明の第2の実施形態に係る半導体装置について、説明する。本実施形態の半導体装置は、第1の実施形態と同様に、SiGe−HBTを例に用いて説明する。尚、第1の実施形態と同一の部材については、同じ符号を付し、それの詳細な説明は必要に応じて行う。
図17を用いて、本発明の第2の実施形態に係る半導体装置について、説明する。本実施形態の半導体装置は、第1の実施形態と同様に、SiGe−HBTを例に用いて説明する。尚、第1の実施形態と同一の部材については、同じ符号を付し、それの詳細な説明は必要に応じて行う。
図17は、本実施形態に係るSiGe−HBTの断面構造を示している。
図17に示すように、本実施形態においては、コレクタ層2A側面と第1ストレスソース膜15Aとの間に、ストレスメモライゼーション(SMT)技術によって歪み応力が記憶された膜11Aが設けられていることが、第1の実施形態と相違している。以下、このSMTが適用されて歪み応力が記憶された膜11Aのことを、SMT膜11Aと呼ぶ。
図17に示すように、本実施形態においては、コレクタ層2A側面と第1ストレスソース膜15Aとの間に、ストレスメモライゼーション(SMT)技術によって歪み応力が記憶された膜11Aが設けられていることが、第1の実施形態と相違している。以下、このSMTが適用されて歪み応力が記憶された膜11Aのことを、SMT膜11Aと呼ぶ。
SMT膜11Aは、例えば、ゲルマニウム(Ge)や炭素(C)など、シリコンに対して導電性不純物とはならない元素が添加された絶縁性のアモルファスシリコン膜である。このSMT膜11Aには、他の部材の熱膨張に起因する歪み応力が、例えば、加熱処理を用いて、記憶されている。この記憶された歪み応力が、SMT膜11Aが側面上に設けられたコレクタ層2Aに与えられる。尚、本実施形態において、SMT膜11Aがコレクタ層2Aに与える歪み応力は、例えば、半導体基板1表面に対して垂直方向の引っ張り応力である。
このように、本実施形態のSiGe−HBTには、ローカル歪み技術を用いたストレスソース膜15A,17Aによる歪み応力に加え、ストレスメモライゼーション技術を用いたSMT膜11Aによる歪み応力も与えられる。それゆえ、SMT膜11Aを用いることによって、本実施形態のSiGe−HBTは、第1の実施形態のSiGe−HBTよりも、さらに、コレクタ層2A内でのキャリア移動度が向上する。
また、後述の本実施形態の製造方法によれば、SiGe−HBTにストレスメモライゼーション技術を適用した場合においても、SMT膜は自己整合的な手法を用いて形成されるため、フォトリソグラフィプロセスを用いた工程は増加しない。
したがって、本発明の第2の実施形態の半導体装置(SiGe−HBT)によれば、半導体装置の特性を向上できると共に、製造コストを低減できる。
(b) 製造方法
図2乃至図27を用いて、本発明の第2の実施形態に係る半導体装置(SiGe−HBT)の製造方法について、説明する。
図2乃至図27を用いて、本発明の第2の実施形態に係る半導体装置(SiGe−HBT)の製造方法について、説明する。
はじめに、第1の実施形態で述べた図2乃至図5に示す工程と同様に、半導体基板1上に、コレクタ層となる導電層、ベース層となる導電層及びダミー層(絶縁層)が、例えば、CVD法を用いて順次形成される。そして、1回目のフォトリソグラフィプロセス及びRIE法によって、それらの膜が、所定の形状に加工される。そして、形成されたコレクタ層及びベース層の側面上にバッファ膜が形成される。
次に、図18に示すように、バッファ膜20上に、例えば、ポリシリコン膜10が、CVD法を用いて堆積される。そして、図19に示すように、イオン注入技術を用いて、例えば、ゲルマニウム又は炭素などが形成されたポリシリコン膜内に添加されることによって、ポリシリコン膜がアモルファス化される。これによって、アモルファスシリコン膜11が、バッファ膜20上に形成される。
続いて、図20に示すように、アモルファスシリコン膜に対して、例えば、ウェットエッチング処理が施され、アモルファスシリコン膜11Aが、バッファ膜20を介して、コレクタ層2Aの側面上及びベース層3Aの側面上に残存される。
それから、図21に示すように、半導体基板表面に対して垂直方向に引っ張り応力をアモルファスシリコン膜11Aに記憶させるためのSMTソース膜13が、アモルファスシリコン膜11A上に堆積される。SMTソース膜13は、例えば、窒化シリコン膜である。
そして、アモルファスシリコン膜11A及びSMTソース膜13に対して、アニール処理を行う。これによって、SMTソース膜13に起因する歪み応力が、アモルファスシリコン膜11Aに記憶される。尚、SMTソース膜13は、シリコン窒化膜に限定されず、アモルファスシリコン膜に歪み応力(本例では、引っ張り応力)を記憶できる材料であれば、絶縁性のSiGe混晶膜や酸化シリコン膜、酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との積層膜であってもよい。
そして、アモルファスシリコン膜11A及びSMTソース膜13に対して、アニール処理を行う。これによって、SMTソース膜13に起因する歪み応力が、アモルファスシリコン膜11Aに記憶される。尚、SMTソース膜13は、シリコン窒化膜に限定されず、アモルファスシリコン膜に歪み応力(本例では、引っ張り応力)を記憶できる材料であれば、絶縁性のSiGe混晶膜や酸化シリコン膜、酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との積層膜であってもよい。
アニール処理の後、図22のように、SMTソース膜は除去される。しかし、図21に示す工程におけるアニール処理によって、除去されたSMTソース膜の歪み応力(引っ張り応力)がアモルファスシリコン膜11Aに記憶され、このアモルファスシリコン膜11Aがコレクタ層2Aに対して歪み応力を与えるSMT膜11Aとなる。このようにSMT膜11Aが形成されることによって、本実施形態に係るSiGe−HBTにストレスメモライゼーション技術が適用される。
さらに、図23に示すように、第1ストレスソース膜15(例えば、窒化シリコン膜)が、SMT膜11A上に、堆積される。このように、本実施形態においては、コレクタ層2Aに対して、SMT膜11Aによる引っ張り応力とストレスソース膜15による引っ張り応力とが与えられることになる。それゆえ、第1の実施形態よりも強い歪み応力(引っ張り応力)をコレクタ層2Aに与えることができるため、コレクタ層2Aのキャリア移動度を、さらに向上できる。
そして、図24に示すように、第1の実施形態で述べた図8乃至図10に示す工程と同様に、ストレスソース膜15Aがコレクタ層2Aの側面上に残存するようにエッチングされた後、層間絶縁膜55が形成される。そして、例えば、ウェットエッチングを用いて、SMT膜11A及びストレスソース膜15Aの一部分が選択的に除去され、SMT膜11A及びストレスソース膜15Aの上端が、ベース層3Aの上端とほぼ同じ高さにされる。続いて、ベース層3A側面上のバッファ膜20が除去され、ベース層3A側面が露出される。
そして、図25に示すように、露出したベース層3A(例えば、SiGe層)側面上に、第2ストレスソース膜17(例えば、SiGe膜)が、選択的エピタキシャル成長法を用いて、形成される。尚、第1の実施形態と同様に、ベース層3Aに半導体基板表面に対して垂直方向の引っ張り応力を与えるために、第2ストレスソース膜17としてのSiGeのGe混晶比は、ベース層3AとしてのSiGeのGe混晶比よりも大きくされる。
ここで、第1の実施形態と同様に、第2ストレスソース膜17は、ベース層3Aの表面にのみ選択的に形成されるため、第2ストレスソース膜17に対するリソグラフィプロセスは不要である。
ここで、第1の実施形態と同様に、第2ストレスソース膜17は、ベース層3Aの表面にのみ選択的に形成されるため、第2ストレスソース膜17に対するリソグラフィプロセスは不要である。
続いて、図26に示すように、第1の実施形態に示す図12示す工程と同様に、ポリシリコン層30Aとその表面上に自己整合的に形成されたシリサイド層30Bから構成されるベース電極層33が形成される。ベース電極層33は、ダミー絶縁層51A上部の側面が露出されるように、形成される。尚、ポリシリコン層30Aを所定の形状にパターニングするために、2回目のリソグラフィプロセスが行われる。このリソグラフィプロセスの後、転写されたパターンに基づいて、ポリシリコン層がエッチングされる。
次に、図27に示すように、第1の実施形態に示す図13乃至図16に示す工程と同様に、3回目のリソグラフィプロセスと、RIE法によるエッチングによって、ディープトレンチが半導体基板1内に形成される。そして、第2層間絶縁膜57が第1層間絶縁膜55条に形成されるのと同時に、形成されたトレンチ内に層間絶縁膜57が埋め込まれ、半導体基板1内に、DT構造の素子分離絶縁膜が形成される。尚、第1の実施形態と同様に、素子分離絶縁膜は、第2層間絶縁膜57の形成とは別途の工程で形成されてもよい。また、素子分離絶縁膜の構造は、DT構造に限定されず、STI構造であってもよいのはもちろんである。
第2層間絶縁膜57上面に対して平坦化処理を行った後、ベース層3A上方の第2ダミー層が除去され、エミッタ層4Aを形成するための開口部が形成される。ベース電極層33と後の工程で開口部内に形成されるエミッタ層4Aとを電気的に絶縁するために、開口部の側面上に絶縁膜25Aが形成される。
この後、開口部U内に、例えば、ポリシリコン膜が用いられたサイドウォール41Aが形成された後、そのサイドウォール41Aをマスクとして、エミッタ−ベース接合部が開口され、ベース層3A上面が露出する。そして、サイドウォール41A内及び開口部V内に、ポリシリコン膜42が、例えば、CVD法及びCMP法を用いて、埋め込まれる。これによって、サイドウォール41Aとポリシリコン膜42とから構成されるエミッタ層4Aが形成される。このエミッタ層4Aは、自己整合的な手法を用いて形成されるため、この形成工程においても、フォトリソグラフィプロセスは不要である。
そして、図17に示すように、エミッタ層4A上に、サリサイド技術によりエミッタ電極層(シリサイド層)35を形成した、4回目のリソグラフィ技術とRIE技術を用いて、層間絶縁膜55,57,59内に、コンタクトプラグCP1,CP2,CP3が形成される。
以上の各工程によって、本実施形態に係るSiGe−HBTが完成する。
以上のように、第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法では、第1ストレスソース膜が形成される前に、ストレスメモライゼーション技術を用いたSMT膜11Aがコレクタ層2A側面に形成される。これによって、ローカル歪み技術に加えて、さらに、ストレスメモライゼーション技術を適用したSiGe−HBTを作製でき、コレクタ層2A及びベース層3Aのキャリア移動度を向上できる。
また、第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法によれば、上記のようにストレスメモライゼーション技術を適用したSiGe−HBTを作製する場合において、自己整合的な手法を用いた工程は増加するものの、マスクを用いたリソグラフィプロセスが増加することはない。マスクの製造期間・コストに起因する半導体装置の製造コストは生じない。
したがって、本発明の第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法によれば、素子特性を向上させた半導体装置を提供できると共に、製造コストを低減できる。
2. その他
本発明の実施形態によれば、半導体装置の特性を向上できると共に、製造コストを低減できる。
本発明の実施形態によれば、半導体装置の特性を向上できると共に、製造コストを低減できる。
本発明の実施形態に係る半導体装置は、例えば、高周波デバイス用のSiGe−HBTであって、携帯電話、無線LAN(Local Area Network)等の無線通信装置、車載用高周波レーダに適用される。
本発明の実施形態においては、NPN型のHBTを説明に用いたが、これに限定されず、PNP型のHBTであっても、本発明の実施形態で述べた効果が得られるのはもちろんである。
本発明の例は、上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、各構成要素を変形して具体化できる。また、上述の実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を構成できる。例えば、上述の実施形態に開示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよいし、異なる実施形態の構成要素を適宜組み合わせてもよい。
1:半導体基板、2A:コレクタ層、3A:ベース層、4A:エミッタ層、15A:第1ストレスソース膜、17:第2ストレスソース膜、11A:SMT膜、20:バッファ膜(絶縁膜)、50A,51A:ダミー層、55,57,59:層間絶縁膜。
Claims (5)
- 半導体基板上に設けられるコレクタ層と、
前記コレクタ層上に積層されるベース層と、
前記ベース層上に積層されるエミッタ層と、
前記コレクタ層の側面上に設けられ、前記コレクタ層に対して歪み応力を与える第1ストレスソース膜と、
前記ベース層の側面上に設けられ、前記ベース層に対して歪み応力を与える第2ストレスソース膜と、を具備し、
前記第1ストレスソース膜上端及び前記ベース層上端は、半導体基板表面から同じ高さに位置し、
前記第2ストレスソース膜は、前記ベース層の側面と前記第1ストレスソース膜の側面との間に設けられる、ことを特徴とする半導体装置。 - 前記コレクタ層の側面と前記第1ストレスソース膜との間に設けられ、前記第1ストレスソース膜とは別途に歪み応力を前記コレクタ層2Aに与えるSMT膜を、
さらに具備することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 - 前記ベース層上面の端部は、前記第2ストレスソース膜によって覆われていることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置。
- 半導体基板上に順次積層されたコレクタ層、ベース層及びダミー層を形成する工程と、
前記コレクタ層及び前記ベース層の側面上に、バッファ層を形成する工程と、
前記コレクタ層に対して歪み応力を与える第1ストレスソース膜を、前記バッファ層を介して前記コレクタ層の側面上及び前記ベース層の側面上に自己整合的に形成する工程と、
前記ベース層の側面と前記第1ストレスソースとの間に介在する前記バッファ層を除去し、前記ベース層の側面を露出する工程と、
前記ベース層に対して歪み応力を与える第2ストレスソース膜を、前記ベース層の露出した側面上に選択的に形成する工程と、
前記コレクタ層、前記ベース層及び前記ダミー層を覆う層間絶縁膜を、前記半導体基板上に形成した後、前記層間絶縁膜の上端と前記ダミー層の上端とを一致させる工程と、
前記ダミー層を除去し、前記ベース層の上面が露出する開口部を前記層間絶縁膜内に形成する工程と、
前記層間絶縁膜内に形成された前記開口部内に、エミッタ層を自己整合的に形成する工程と、
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記第1ストレスソース膜を形成する前に、前記バッファ層を介して前記コレクタ層の側面上にSMT膜を自己整合的に形成し、前記コレクタ層に与える歪み応力を前記SMT膜に記憶させる工程と、
をさらに具備することを特徴とする請求項4に記載の半導体装置の製造方法。
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