JPH05182978A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH05182978A
JPH05182978A JP3345937A JP34593791A JPH05182978A JP H05182978 A JPH05182978 A JP H05182978A JP 3345937 A JP3345937 A JP 3345937A JP 34593791 A JP34593791 A JP 34593791A JP H05182978 A JPH05182978 A JP H05182978A
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JP
Japan
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layer
base
oxide film
forming
emitter
Prior art date
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Withdrawn
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JP3345937A
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English (en)
Inventor
Yoji Nagase
洋二 長瀬
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 SOI基板を用いた横型ホモおよびヘテロ接
合バイポーラトランジスタの製造方法に関し,寄生領域
が小さく非常に薄いエピタキシャルベース層を実現し
て,高速性能を向上させる。 【構成】 デバイス形成シリコン層13にコレクタ接続
領域15を形成する。第2酸化膜16を形成し,第1ポ
リシリコン層17を堆積する。ベース・エミッタ形成用
開口部を形成する。シリコン層13上に第1単結晶シリ
コン層19を成長し,それ以外の部分の上に第2ポリシ
リコン層20を成長して,ベース層およびベース端子接
続領域を形成する。第2ポリシリコン層20を選択的に
除去する。ベース・エミッタ形成用開口部内にフォトレ
ジストを第2酸化膜16の高さまで充填する。第3酸化
膜22で覆う。フォトレジストを除去する。第1単結晶
シリコン層19上に,エミッタ領域用の第2単結晶シリ
コン層23を成長する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,半導体装置の製造方
法,特にSOI(Silicon On Insulator)基板を用いた横
型ホモおよびヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路装置の性能を向上させる
ために,高速性能に優れたバイポーラトランジスタの実
現が求められている。そのために,ベース層のシャロウ
化,寄生部分の削減などにより,高速性能の向上が図ら
れている。
【0003】これを実現するために,従来,自己整合プ
ロセスによって形成するエピタキシャルベース構造のホ
モおよびヘテロ接合バイポーラトランジスタが提案され
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の自己整合プロセ
スによるエピタキシャルベース構造のホモおよびヘテロ
接合バイポーラトランジスタでは,エピタキシャルベー
ス層の成長前,またはエピタキシャルベース層の成長後
エミッタ領域を形成する前に,開口部の側壁に絶縁物か
ら成るサイドウォールを形成するが,このサイドウォー
ル形成時の異方性エッチングの制御が難しく,オーバー
エッチングは避けられない。
【0005】その結果,サイドウォールの形成がエピタ
キシャルベース層の成長前の場合には,シリコン基板の
表面が削られてしまい,良好なエピタキシャルベース層
の成長が行えない,という問題があった。
【0006】また,サイドウォールの形成がエピタキシ
ャルベース層の成長後の場合には,エピタキシャルベー
ス層の表面が削られてしまい,良好なエピタキシャルベ
ース層が得られない,という問題があった。
【0007】以上の結果,従来の自己整合プロセスを用
いて寄生部分を削減することは難しく,エピタキシャル
ベース構造のホモおよびヘテロ接合バイポーラトランジ
スタの本来の性能を充分に引き出すことができない,と
いう問題があった。
【0008】本発明は,上記の問題点を解決して,寄生
領域が小さく非常に薄いエピタキシャルベース層を実現
して,高速性能を向上させることのできる半導体装置の
製造方法,特にSOI基板を用いた横型ホモおよびヘテ
ロ接合バイポーラトランジスタの製造方法を提供するこ
とを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに,本発明に係る半導体装置の製造方法,特にSOI
基板を用いた横型ホモおよびヘテロ接合バイポーラトラ
ンジスタの製造方法は,次のように構成する。
【0010】(1)張り合わせまたは酸素イオン注入に
よるSOI基板を用いた横型ホモ接合バイポーラトラン
ジスタの製造方法であって,SOI基板の第1酸化膜上
のデバイス形成シリコン層に,選択的に不純物をドープ
してコレクタ接続領域を形成する工程と,表面に第2酸
化膜を形成する工程と,第2酸化膜上に第1ポリシリコ
ン層を堆積する工程と,第1ポリシリコン層,第2酸化
膜,およびデバイス形成シリコン層を異方性エッチング
によって選択的に除去して,ベース・エミッタ形成用開
口部を形成する工程と,エピ・ポリ成長条件にて,ベー
ス・エミッタ形成用開口部内に露出した,デバイス形成
シリコン層上に第1単結晶シリコン層を成長し,それ以
外の部分の上に第2ポリシリコン層を成長して,ベース
層およびベース端子接続領域を形成する工程と,全面異
方性エッチングによって,第1ポリシリコン層上および
第1酸化膜上の第2ポリシリコン層を除去する工程と,
ベース・エミッタ形成用開口部内にフォトレジストを充
填した後,コントロールエッチングによって第2酸化膜
の高さまで除去する工程と,ベース端子接続領域用の第
2ポリシリコン層および第1ポリシリコン層の露出部分
を第3酸化膜で覆う工程と,フォトレジストを除去する
工程と,ベース・エミッタ形成用開口部内に露出したベ
ース層用の第1単結晶シリコン層上に,選択エピタキシ
ャル成長によって,エミッタ領域用の第2単結晶シリコ
ン層を成長する工程とを含むように構成する。
【0011】(2)張り合わせまたは酸素イオン注入に
よるSOI基板を用いた横型ヘテロ接合バイポーラトラ
ンジスタの製造方法であって,SOI基板の第1酸化膜
上のデバイス形成シリコン層に,選択的に不純物をドー
プしてコレクタ接続領域を形成する工程と,表面に第2
酸化膜を形成する工程と,第2酸化膜上に第1ポリシリ
コン層を堆積する工程と,第1ポリシリコン層,第2酸
化膜,およびデバイス形成シリコン層を異方性エッチン
グによって選択的に除去して,ベース・エミッタ形成用
開口部を形成する工程と,エピ・ポリ成長条件にて,ベ
ース・エミッタ形成用開口部内に露出した,デバイス形
成シリコン層上に単結晶SiGe混晶層を成長し,それ
以外の部分の上に多結晶SiGe混晶層を成長して,ベ
ース層およびベース端子接続領域を形成する工程と,全
面異方性エッチングによって,第1ポリシリコン層上お
よび第1酸化膜上の多結晶SiGe混晶層を除去する工
程と,ベース・エミッタ形成用開口部内にフォトレジス
トを充填した後,コントロールエッチングによって第2
酸化膜の高さまで除去する工程と,ベース端子接続領域
用の多結晶SiGe混晶層および第1ポリシリコン層の
露出部分を第3酸化膜で覆う工程と,フォトレジストを
除去する工程と,ベース・エミッタ形成用開口部内に露
出したベース層用の単結晶SiGe混晶層上に,選択エ
ピタキシャル成長によって,エミッタ領域用の単結晶シ
リコン層を成長する工程とを含むように構成する。
【0012】
【作用】本発明では,トランジスタの活性領域の厚さ
は,SOI基板の酸化膜上のデバイス形成シリコン層の
厚さに等しいから,研磨加工技術の極限まで薄くするこ
とが可能である。
【0013】また,真性ベース層とベース端子接続領域
とは同一のエピタキシャル成長プロセスによって形成さ
れるので,外部ベース領域のような余分なものは排除さ
れている。
【0014】したがって,本発明によれば,エピタキシ
ャルベース構造バイポーラトランジスタ本来の特性であ
る高速性能を充分に引き出すことが可能となる。
【0015】
【実施例】図1〜図15は本発明の一実施例の各工程を
示す図である。以下,工程順に説明する。
【0016】[工程1,図1]張り合わせ法,またはS
IMOX( Separation by IMplanted OXygen ) 法によ
るSOI基板のデバイス形成シリコン層(n型,0.3
Ω・cm)13を5000Åの厚さになるまで研磨す
る。
【0017】[工程2,図2]表面に第1フォトレジス
ト14を塗布した後,トランジスタ形成領域(幅3.0
μm)の形状にパターニングする。
【0018】第1フォトレジスト14をマスクとして,
加速エネルギー70keV,ドーズ量5.5×1015
-2の条件で,Asをイオン注入してコレクタ接続領域
15a,15bを形成する。
【0019】[工程3,図2,図3]第1フォトレジス
ト14を剥離する。 [工程4,図4]表面に,CVD( Chemical Vapor De
position )法により第2SiO2 膜16を1000Åの
厚さに堆積する。第2SiO2 膜16の表面に,CVD
法により第1ポリシリコン層17を1500Åの厚さに
堆積する。
【0020】[工程5,図5]フォトレジスト加工と異
方性エッチングによって,第1ポリシリコン層17,第
2SiO2 膜16,およびデバイス形成シリコン層13
を選択的に開口して,幅1.0μmのエミッタ・ベース
形成用開口部18を形成する。
【0021】[工程6,図6]エピ・ポリ成長条件の下
で,エピタキシャル第1単結晶シリコン層19および第
2ポリシリコン層20を成長させる。厚さ1200Å,
B(ボロン)ドーピング濃度1×1018cm-3である。
【0022】第1単結晶シリコン層19は,真性ベース
層を構成し,第2ポリシリコン層20はベース接続領域
を構成する。 [工程7,図6,図7]全面異方性エッチングによっ
て,第1SiO2 膜12上の第2ポリシリコン層20,
および第1ポリシリコン層17上の第2ポリシリコン層
20を除去する。
【0023】[工程8,図8]全面に,第2フォトレジ
スト21を6000Åの厚さに塗布する。 [工程9,図9]第2フォトレジスト21を,エミッタ
・ベース形成用開口部18内に厚さ5000Åだけ残し
て,コントロールエッチングにて除去する。
【0024】[工程10,図10]第1ポリシリコン層
17a,17bおよび第2ポリシリコン層20a,20
bの露出した部分上に,熱酸化によって厚さ300Åの
第3SiO2 膜22a,22bを形成する。
【0025】[工程11,図10,図11]第2フォト
レジスト21を全て除去する。 [工程12,図12]選択エピタキシャル成長条件に
て,エミッタ・ベース形成用開口部18内に露出した第
1単結晶シリコン層19a,19b上に第2単結晶シリ
コン層23a,23bを成長する。厚さ700Å,As
(ヒ素)ドーピング濃度1×1020cm -3である 第2単結晶シリコン層23a,23bは,エミッタ領域
を構成する。
【0026】[工程13,図13]全面に,第3ポリシ
リコン層24を堆積する。厚さ5000Å,Asドーピ
ング濃度1×1020cm-3である。
【0027】第3ポリシリコン層24は,エミッタ接続
領域を構成する。 [工程14,図14]第3ポリシリコン層24をエミッ
タ電極の形状にパターニングする。
【0028】[工程15,図15]全面にアルミニウム
を堆積した後,パターニングしてエミッタ電極25,ベ
ース電極26a,26b,およびコレクタ電極27a,
27bを形成する。
【0029】以上の各工程を経て,本発明に係るSOI
基板を用いたエピタキシャルベース構造の横型ホモ接合
バイポーラトランジスタが完成する。本発明に係るSO
I基板を用いたエピタキシャルベース構造の横型ヘテロ
接合バイポーラトランジスタは,上述の実施例の工程6
(図6)において,エピタキシャル第1単結晶シリコン
層19および第2ポリシリコン層20を成長させる代わ
りに,エピ・ポリ成長条件の下で,エピタキシャル単結
晶SiGe混晶層および多結晶SiGe混晶層を成長さ
せることにより,単結晶SiGe混晶層を真性ベース層
とし,多結晶SiGe混晶層をベース接続領域とするだ
けで,他の工程はそのままで形成することができる。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば,エピタキシャルベー
ス,エピタキシャルエミッタによるホモおよびヘテロ接
合バイポーラトランジスタの寄生部分を大きく減じるこ
とが可能になる。その結果,エピタキシャルベース構造
のホモおよびヘテロ接合バイポーラトランジスタ本来の
高速性能を充分に引き出すことができる。
【0031】したがって,本発明は,高速トランジスタ
回路を用いた半導体集積回路装置の製造に寄与するとこ
ろが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の一工程を示す図である。
【図2】本発明の一実施例の一工程を示す図である。
【図3】本発明の一実施例の一工程を示す図である。
【図4】本発明の一実施例の一工程を示す図である。
【図5】本発明の一実施例の一工程を示す図である。
【図6】本発明の一実施例の一工程を示す図である。
【図7】本発明の一実施例の一工程を示す図である。
【図8】本発明の一実施例の一工程を示す図である。
【図9】本発明の一実施例の一工程を示す図である。
【図10】本発明の一実施例の一工程を示す図である。
【図11】本発明の一実施例の一工程を示す図である。
【図12】本発明の一実施例の一工程を示す図である。
【図13】本発明の一実施例の一工程を示す図である。
【図14】本発明の一実施例の一工程を示す図である。
【図15】本発明の一実施例の一工程を示す図である。
【符号の説明】
11 シリコン支持基板 12 第1SiO2 膜 13 デバイス形成シリコン層 14 第1フォトレジスト 15 コレクタ接続領域 16 第2SiO2 膜 17 第1ポリシリコン層 18 エミッタ・ベース形成用開口部 19 第1単結晶シリコン層 20 第2ポリシリコン層 21 第2フォトレジスト 22 第3SiO2 膜 23 第2単結晶シリコン層 24 第3ポリシリコン層 25 エミッタ電極 26 ベース電極 27 コレクタ電極

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 張り合わせまたは酸素イオン注入による
    SOI基板を用いた横型ホモ接合バイポーラトランジス
    タの製造方法であって, SOI基板の第1酸化膜上のデバイス形成シリコン層
    に,選択的に不純物をドープしてコレクタ接続領域を形
    成する工程と, 表面に第2酸化膜を形成する工程と, 第2酸化膜上に第1ポリシリコン層を堆積する工程と, 第1ポリシリコン層,第2酸化膜,およびデバイス形成
    シリコン層を異方性エッチングによって選択的に除去し
    て,ベース・エミッタ形成用開口部を形成する工程と, エピ・ポリ成長条件にて,ベース・エミッタ形成用開口
    部内に露出した,デバイス形成シリコン層上に第1単結
    晶シリコン層を成長し,それ以外の部分の上に第2ポリ
    シリコン層を成長して,ベース層およびベース端子接続
    領域を形成する工程と, 全面異方性エッチングによって,第1ポリシリコン層上
    および第1酸化膜上の第2ポリシリコン層を除去する工
    程と, ベース・エミッタ形成用開口部内にフォトレジストを充
    填した後,コントロールエッチングによって第2酸化膜
    の高さまで除去する工程と, ベース端子接続領域用の第2ポリシリコン層および第1
    ポリシリコン層の露出部分を第3酸化膜で覆う工程と, フォトレジストを除去する工程と, ベース・エミッタ形成用開口部内に露出したベース層用
    の第1単結晶シリコン層上に,選択エピタキシャル成長
    によって,エミッタ領域用の第2単結晶シリコン層を成
    長する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造
    方法。
  2. 【請求項2】 張り合わせまたは酸素イオン注入による
    SOI基板を用いた横型ヘテロ接合バイポーラトランジ
    スタの製造方法であって, SOI基板の第1酸化膜上のデバイス形成シリコン層
    に,選択的に不純物をドープしてコレクタ接続領域を形
    成する工程と, 表面に第2酸化膜を形成する工程と, 第2酸化膜上に第1ポリシリコン層を堆積する工程と, 第1ポリシリコン層,第2酸化膜,およびデバイス形成
    シリコン層を異方性エッチングによって選択的に除去し
    て,ベース・エミッタ形成用開口部を形成する工程と, エピ・ポリ成長条件にて,ベース・エミッタ形成用開口
    部内に露出した,デバイス形成シリコン層上に単結晶S
    iGe混晶層を成長し,それ以外の部分の上に多結晶S
    iGe混晶層を成長して,ベース層およびベース端子接
    続領域を形成する工程と, 全面異方性エッチングによって,第1ポリシリコン層上
    および第1酸化膜上の多結晶SiGe混晶層を除去する
    工程と, ベース・エミッタ形成用開口部内にフォトレジストを充
    填した後,コントロールエッチングによって第2酸化膜
    の高さまで除去する工程と, ベース端子接続領域用の多結晶SiGe混晶層および第
    1ポリシリコン層の露出部分を第3酸化膜で覆う工程
    と, フォトレジストを除去する工程と, ベース・エミッタ形成用開口部内に露出したベース層用
    の単結晶SiGe混晶層上に,選択エピタキシャル成長
    によって,エミッタ領域用の単結晶シリコン層を成長す
    る工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方
    法。
JP3345937A 1991-12-27 1991-12-27 半導体装置の製造方法 Withdrawn JPH05182978A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6323538B1 (en) 1999-01-12 2001-11-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Bipolar transistor and method for fabricating the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6323538B1 (en) 1999-01-12 2001-11-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Bipolar transistor and method for fabricating the same

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