JPH11307771A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
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- JPH11307771A JPH11307771A JP10113699A JP11369998A JPH11307771A JP H11307771 A JPH11307771 A JP H11307771A JP 10113699 A JP10113699 A JP 10113699A JP 11369998 A JP11369998 A JP 11369998A JP H11307771 A JPH11307771 A JP H11307771A
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- insulating layer
- forming
- semiconductor
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- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Bipolar Integrated Circuits (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
- Bipolar Transistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 寄生容量が極めて小さく、且つ比較的容易に
製造することができ、MOSFETやバイポーラ・トラ
ンジスタなどに適用して好適な半導体装置及びその製造
方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 フィールド酸化膜で囲まれたシリコン基
板を種に、シリコン結晶を横方向にも成長させ、フィー
ルド酸化膜上にも形成する。その後、このシリコン結晶
層にトランジスタを形成する。これによって、ソースお
よびドレインの接合容量が大幅に低減され、素子の高速
動作が可能となる。また、SOI基板を使わなくとも同
等の性能を得られるので、コストダウンに大きく寄与す
る。また、バイポーラ・トランジスタを形成すればベー
ス・コレクタ間容量を大幅に低減でき、さらなる高速化
を図ることができる。さらに、BiCMOSに応用して
同様の効果を得ることができる。
製造することができ、MOSFETやバイポーラ・トラ
ンジスタなどに適用して好適な半導体装置及びその製造
方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 フィールド酸化膜で囲まれたシリコン基
板を種に、シリコン結晶を横方向にも成長させ、フィー
ルド酸化膜上にも形成する。その後、このシリコン結晶
層にトランジスタを形成する。これによって、ソースお
よびドレインの接合容量が大幅に低減され、素子の高速
動作が可能となる。また、SOI基板を使わなくとも同
等の性能を得られるので、コストダウンに大きく寄与す
る。また、バイポーラ・トランジスタを形成すればベー
ス・コレクタ間容量を大幅に低減でき、さらなる高速化
を図ることができる。さらに、BiCMOSに応用して
同様の効果を得ることができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高速LSIを構成
するトランジスタ素子として用いて最適な半導体装置及
びその製造方法に関する。より具体的には、本発明は、
寄生容量が低くしかも比較的容易に製造することがで
き、特に高速動作が要求されるMOSトランジスタ、バ
イポーラ・トランジスタ、或いはそれら両方を具備する
半導体装置及びその製造方法に関する。
するトランジスタ素子として用いて最適な半導体装置及
びその製造方法に関する。より具体的には、本発明は、
寄生容量が低くしかも比較的容易に製造することがで
き、特に高速動作が要求されるMOSトランジスタ、バ
イポーラ・トランジスタ、或いはそれら両方を具備する
半導体装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体集積回路の高集積化が進
み、これに伴って集積回路を構成する半導体装置のさら
なる微細化と高速化が要求されている。以下では、この
ような半導体装置のうちで、まず、MOSFET(金属
酸化物半導体電界効果型トランジスタ)を例に挙げて説
明する。
み、これに伴って集積回路を構成する半導体装置のさら
なる微細化と高速化が要求されている。以下では、この
ような半導体装置のうちで、まず、MOSFET(金属
酸化物半導体電界効果型トランジスタ)を例に挙げて説
明する。
【0003】図11は、従来のMOSFET100の構
造を表す概略断面図である。同図に表したMOSFET
は、いわゆるLDD(Lightly Doped D
rain)型構造を有するものである。これは、素子サ
イズの微細化に伴って、いわゆる短チャネル効果による
ソース・ドレイン間のパンチスルー現象を抑制するため
に、同図に表したように、少なくともドレイン端部にキ
ャリア濃度の低いLDD領域124を設けた構造であ
る。
造を表す概略断面図である。同図に表したMOSFET
は、いわゆるLDD(Lightly Doped D
rain)型構造を有するものである。これは、素子サ
イズの微細化に伴って、いわゆる短チャネル効果による
ソース・ドレイン間のパンチスルー現象を抑制するため
に、同図に表したように、少なくともドレイン端部にキ
ャリア濃度の低いLDD領域124を設けた構造であ
る。
【0004】以下に、図11を参照しつつ、従来のMO
SFETの構成をその製造工程に沿って説明する。MO
SFETの製造に際しては、まず、n型シリコン基板1
21上にフィールド酸化膜による素子分離領域122、
ゲート酸化膜125、ゲートポリシリコン膜126をそ
れぞれ形成し、さらにゲートポリシリコン膜126の上
にSiO2膜127を形成する。
SFETの構成をその製造工程に沿って説明する。MO
SFETの製造に際しては、まず、n型シリコン基板1
21上にフィールド酸化膜による素子分離領域122、
ゲート酸化膜125、ゲートポリシリコン膜126をそ
れぞれ形成し、さらにゲートポリシリコン膜126の上
にSiO2膜127を形成する。
【0005】次に、基板121の上方から、BF2を加
速電圧30keV、ドーズ量2E14/cm2程度の条
件でイオン注入し、低濃度にイオン注入されたLDD領
域124bを形成する。次に、基板全面にSiO2膜を
約100nm堆積し、RIE法によりSiO2膜を10
0nm程度エッチング(エッチバック)するすることに
より、ゲートポリシリコン膜126の側面にSiO2か
らなる側壁123を約100nmの幅で形成する。さら
に、BF2を加速電圧45keV、ドーズ量3E15/
cm2の条件でイオン注入し、高濃度にイオン注入され
た領域124aを形成する。
速電圧30keV、ドーズ量2E14/cm2程度の条
件でイオン注入し、低濃度にイオン注入されたLDD領
域124bを形成する。次に、基板全面にSiO2膜を
約100nm堆積し、RIE法によりSiO2膜を10
0nm程度エッチング(エッチバック)するすることに
より、ゲートポリシリコン膜126の側面にSiO2か
らなる側壁123を約100nmの幅で形成する。さら
に、BF2を加速電圧45keV、ドーズ量3E15/
cm2の条件でイオン注入し、高濃度にイオン注入され
た領域124aを形成する。
【0006】次に、RTA(Rapid Therma
l Annealing)法により約1000℃におい
て約10秒間程度の熱処理を施して、イオン注入により
導入された不純物を活性化させ、ソースおよびドレイン
拡散層とする。次に、基板全面に高融点金属膜、例えば
チタン(Ti)膜をスパッタリング法などにより堆積
し、RTA法により基板のシリコン(Si)と反応さ
せ、チタン・シリサイド(TiSix)を形成する。さ
らに、未反応のチタンを硫酸過水系のエッチャントによ
りエッチング除去する。このようにして、基板表面が露
出している高濃度イオン注入領域124aにのみ選択的
に金属シリサイド膜124cを形成することができる。
l Annealing)法により約1000℃におい
て約10秒間程度の熱処理を施して、イオン注入により
導入された不純物を活性化させ、ソースおよびドレイン
拡散層とする。次に、基板全面に高融点金属膜、例えば
チタン(Ti)膜をスパッタリング法などにより堆積
し、RTA法により基板のシリコン(Si)と反応さ
せ、チタン・シリサイド(TiSix)を形成する。さ
らに、未反応のチタンを硫酸過水系のエッチャントによ
りエッチング除去する。このようにして、基板表面が露
出している高濃度イオン注入領域124aにのみ選択的
に金属シリサイド膜124cを形成することができる。
【0007】最後に、層間絶縁膜128を堆積し、コン
タクト用の開口を形成した後にソースおよびドレイン電
極129を配線することでMOSFETが完成する。
タクト用の開口を形成した後にソースおよびドレイン電
極129を配線することでMOSFETが完成する。
【0008】このような方法で製造されたトランジスタ
においては、LDD構造の採用によってソース・ドレイ
ン間のチャネル領域に低濃度イオン注入領域124bが
形成されているために、ドレイン電界が緩和され、耐圧
が上昇するとともに、短チャネル効果を防止することが
できる。また、低抵抗化のためにソースおよびドレイン
拡散層124aの表面には、抵抗の低い金属シリサイド
膜124cが形成される。
においては、LDD構造の採用によってソース・ドレイ
ン間のチャネル領域に低濃度イオン注入領域124bが
形成されているために、ドレイン電界が緩和され、耐圧
が上昇するとともに、短チャネル効果を防止することが
できる。また、低抵抗化のためにソースおよびドレイン
拡散層124aの表面には、抵抗の低い金属シリサイド
膜124cが形成される。
【0009】しかしながら、同図に示した構造では、ソ
ース或いはドレインと基板との間に接合容量が発生し、
そのため装置の高速化には限界があった。
ース或いはドレインと基板との間に接合容量が発生し、
そのため装置の高速化には限界があった。
【0010】そこで、最近、SOI(Silicon
on Insulator)と呼ばれる構造が採用され
つつある。図12は、このSOI構造を有するMOSF
ETの構造を表す概略断面図である。この構造は、同図
に表したように、シリコン基板131の上に形成された
酸化膜132の上に薄膜シリコン層133が形成されて
いる点に特徴を有する。薄膜シリコン層133よりも上
層は、図11に例示したものと同様の構成を有するの
で、同一の符号を付して説明を省略する。
on Insulator)と呼ばれる構造が採用され
つつある。図12は、このSOI構造を有するMOSF
ETの構造を表す概略断面図である。この構造は、同図
に表したように、シリコン基板131の上に形成された
酸化膜132の上に薄膜シリコン層133が形成されて
いる点に特徴を有する。薄膜シリコン層133よりも上
層は、図11に例示したものと同様の構成を有するの
で、同一の符号を付して説明を省略する。
【0011】同図から分かるように、ソース及びドレイ
ン領域124aの下層は酸化膜132とされているため
に接合容量が発生しない。このように、SOI構造を用
いれば、LDD構造の利点を活かしつつ、ソースおよび
ドレインの寄生容量を大幅に低減することが出来るので
半導体装置の高速化が期待できる。
ン領域124aの下層は酸化膜132とされているため
に接合容量が発生しない。このように、SOI構造を用
いれば、LDD構造の利点を活かしつつ、ソースおよび
ドレインの寄生容量を大幅に低減することが出来るので
半導体装置の高速化が期待できる。
【0012】次に、従来の半導体装置の第2の例として
バイポーラ・トランジスタについて説明する。図13
は、従来のバイポーラ・トランジスタの構造を表わす概
略断面図である。同図に表したトランジスタは、いわゆ
る「npn型」のバイポーラ・トランジスタであり、そ
の構成を製造工程に沿って概略的に説明すると以下の如
くである。すなわち、まず、高濃度のn型埋め込み層を
含むシリコン基板180の上にコレクタエピタキシャル
層181を成長し、さらに酸化膜絶縁分離層182によ
り絶縁分離する。次に、多結晶シリコン183を堆積
し、イオン注入法を用いて、p型の不純物をドープした
後、図示した形状に加工する。
バイポーラ・トランジスタについて説明する。図13
は、従来のバイポーラ・トランジスタの構造を表わす概
略断面図である。同図に表したトランジスタは、いわゆ
る「npn型」のバイポーラ・トランジスタであり、そ
の構成を製造工程に沿って概略的に説明すると以下の如
くである。すなわち、まず、高濃度のn型埋め込み層を
含むシリコン基板180の上にコレクタエピタキシャル
層181を成長し、さらに酸化膜絶縁分離層182によ
り絶縁分離する。次に、多結晶シリコン183を堆積
し、イオン注入法を用いて、p型の不純物をドープした
後、図示した形状に加工する。
【0013】次に、絶縁膜184を堆積し、内部ベース
とエミッタを形成するための開口185を開ける。次
に、イオン注入法により内部ベース186を形成し、次
いで開口185の側壁に絶縁膜187を形成する。次
に、多結晶シリコン188を堆積し、n型の不純物をド
ープして熱工程を加えることによってn型のエミッタ領
域189が形成される。この際に、p型にドープされた
多結晶シリコン183より不純物が拡散して外部ベース
領域190が形成される。
とエミッタを形成するための開口185を開ける。次
に、イオン注入法により内部ベース186を形成し、次
いで開口185の側壁に絶縁膜187を形成する。次
に、多結晶シリコン188を堆積し、n型の不純物をド
ープして熱工程を加えることによってn型のエミッタ領
域189が形成される。この際に、p型にドープされた
多結晶シリコン183より不純物が拡散して外部ベース
領域190が形成される。
【0014】この後、絶縁膜184にコンタクト用の開
口を開け金属電極191を形成して、バイポーラ・トラ
ンジスタが完成する。このようにして製造されたバイポ
ーラ・トランジスタにおいては、非常に薄いベース層を
形成できるので、MOSトランジスタと比べて高い遮断
周波数を得ることができ、より高速な回路への応用が可
能である。
口を開け金属電極191を形成して、バイポーラ・トラ
ンジスタが完成する。このようにして製造されたバイポ
ーラ・トランジスタにおいては、非常に薄いベース層を
形成できるので、MOSトランジスタと比べて高い遮断
周波数を得ることができ、より高速な回路への応用が可
能である。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上説
明した従来のMOSトランジスタやバイポーラ・トラン
ジスタは、いずれも以下に説明する問題を有していた。
明した従来のMOSトランジスタやバイポーラ・トラン
ジスタは、いずれも以下に説明する問題を有していた。
【0016】まず、MOSトランジスタについて説明す
ると、図12に示したようなSOI構造では、シリコン
基板131とその上に形成されているMOSFET素子
とが酸化膜132により絶縁されている。従って、MO
SFET素子が電気的に浮いていることによる浮遊効果
が発生するという問題があった。
ると、図12に示したようなSOI構造では、シリコン
基板131とその上に形成されているMOSFET素子
とが酸化膜132により絶縁されている。従って、MO
SFET素子が電気的に浮いていることによる浮遊効果
が発生するという問題があった。
【0017】さらに、酸化膜132の熱伝導率が低いた
めに、素子動作によって発生した熱は、シリコン層13
3に蓄積して、素子の信頼性を損なう場合が生ずるとい
う問題もあった。
めに、素子動作によって発生した熱は、シリコン層13
3に蓄積して、素子の信頼性を損なう場合が生ずるとい
う問題もあった。
【0018】さらに、SOI構造はコスト的に高くつ
き、寄生容量の低減という効果は期待できるものの製造
コストが大幅に上昇する結果として、コストパフォーマ
ンスが相対的に低下するという問題もあった。
き、寄生容量の低減という効果は期待できるものの製造
コストが大幅に上昇する結果として、コストパフォーマ
ンスが相対的に低下するという問題もあった。
【0019】一方、図13に示したようなバイポ−ラ・
トランジスタにおいては、外部ベース領域190とコレ
クタ領域181との間にpn接合に伴う寄生容量が発生
し、素子特性を低下させる原因となるという問題があっ
た。
トランジスタにおいては、外部ベース領域190とコレ
クタ領域181との間にpn接合に伴う寄生容量が発生
し、素子特性を低下させる原因となるという問題があっ
た。
【0020】本発明は、上述した種々の問題点に鑑みて
なされたものである。すなわち、その目的は、寄生容量
が極めて低く、且つ比較的容易に製造することができ、
MOSFETやバイポーラ・トランジスタなどに適用し
て好適な半導体装置及びその製造方法を提供することに
ある。
なされたものである。すなわち、その目的は、寄生容量
が極めて低く、且つ比較的容易に製造することができ、
MOSFETやバイポーラ・トランジスタなどに適用し
て好適な半導体装置及びその製造方法を提供することに
ある。
【0021】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明による
半導体装置は、第1導電型の半導体からなるソース領域
と、第1導電型の半導体からなるドレイン領域と、前記
ソース領域と前記ドレイン領域との間に設けられた第2
導電型の半導体からなるチャネル領域と、絶縁膜を介し
て前記チャネル領域上に形成されたゲートとを備えた半
導体装置であって、前記ソース領域と前記ドレイン領域
とは、それぞれ素子分離絶縁層の上に形成されているこ
とを特徴とするものとして構成され、ソース・ドレイン
領域の下の接合に起因する寄生容量を大幅に低減すると
ともに、SOI構造の欠点である浮遊効果や放熱特性も
解消することができる。
半導体装置は、第1導電型の半導体からなるソース領域
と、第1導電型の半導体からなるドレイン領域と、前記
ソース領域と前記ドレイン領域との間に設けられた第2
導電型の半導体からなるチャネル領域と、絶縁膜を介し
て前記チャネル領域上に形成されたゲートとを備えた半
導体装置であって、前記ソース領域と前記ドレイン領域
とは、それぞれ素子分離絶縁層の上に形成されているこ
とを特徴とするものとして構成され、ソース・ドレイン
領域の下の接合に起因する寄生容量を大幅に低減すると
ともに、SOI構造の欠点である浮遊効果や放熱特性も
解消することができる。
【0022】このような絶縁層の上への半導体層の形成
に際しては、いわゆるラテラル・エピタキシャル成長を
用いることができる。
に際しては、いわゆるラテラル・エピタキシャル成長を
用いることができる。
【0023】または、表面に露出している半導体部分か
ら等方的に結晶を成長させて、その後に所定の層厚に研
磨するようにしても良い。
ら等方的に結晶を成長させて、その後に所定の層厚に研
磨するようにしても良い。
【0024】また、いわゆるLDD領域を設けることに
よってショートチャネル効果を抑制し、さらに素子サイ
ズを低減するとともに高速化を実現することができる。
よってショートチャネル効果を抑制し、さらに素子サイ
ズを低減するとともに高速化を実現することができる。
【0025】さらに、絶縁層をSTI法により形成すれ
ば、いわゆる「バーズビーク」を解消することができ、
さらに、表面を平滑に維持することができるので、絶縁
層に上へのシリコン結晶のラテラル・エピタキシャル成
長を容易に実現し、その結晶性も向上させることができ
る。
ば、いわゆる「バーズビーク」を解消することができ、
さらに、表面を平滑に維持することができるので、絶縁
層に上へのシリコン結晶のラテラル・エピタキシャル成
長を容易に実現し、その結晶性も向上させることができ
る。
【0026】一方、本発明による半導体装置は、半導体
基板と、前記半導体基板の上に形成された第1導電型の
コレクタ層と、前記コレクタ層の表面に選択的に形成さ
れた絶縁層と、前記絶縁層により絶縁分離されたコレク
タ領域の上に形成された第2導電型の半導体層からなる
内部ベース領域と、前記絶縁分離されたコレクタ領域の
両側の前記絶縁層の上に形成され、前記内部ベース領域
から延在した第2導電型の半導体層からなる外部ベース
領域と、前記内部ベース領域の上に形成された第1導電
型のエミッタ領域と、を備えたもとのして構成され、ベ
ース・コレクタ間の接合容量を大幅に低減して高性能な
バイポーラ・トランジスタを実現することができる。
基板と、前記半導体基板の上に形成された第1導電型の
コレクタ層と、前記コレクタ層の表面に選択的に形成さ
れた絶縁層と、前記絶縁層により絶縁分離されたコレク
タ領域の上に形成された第2導電型の半導体層からなる
内部ベース領域と、前記絶縁分離されたコレクタ領域の
両側の前記絶縁層の上に形成され、前記内部ベース領域
から延在した第2導電型の半導体層からなる外部ベース
領域と、前記内部ベース領域の上に形成された第1導電
型のエミッタ領域と、を備えたもとのして構成され、ベ
ース・コレクタ間の接合容量を大幅に低減して高性能な
バイポーラ・トランジスタを実現することができる。
【0027】一方、上述したMOSトランジスタとして
の半導体装置と、バイポーラ・トランジスタとしての半
導体装置とを半導体基板上に混載すれば、高速且つ高性
能なアナログ・デジタル混成回路を有するBi−CMO
Sとしての半導体装置を実現することができる。
の半導体装置と、バイポーラ・トランジスタとしての半
導体装置とを半導体基板上に混載すれば、高速且つ高性
能なアナログ・デジタル混成回路を有するBi−CMO
Sとしての半導体装置を実現することができる。
【0028】
【発明の実施の形態】本発明においては、フィールド酸
化膜、すなわち素子分離用の酸化膜で囲まれたシリコン
基板を種に、選択エピタキシャル成長によりシリコン結
晶層をエピタキシャル成長させる。その際、シリコン結
晶層を横方向にも成長させ、フィールド酸化膜上にも延
在させて形成する。その後、このシリコン結晶層にトラ
ンジスタを形成する。
化膜、すなわち素子分離用の酸化膜で囲まれたシリコン
基板を種に、選択エピタキシャル成長によりシリコン結
晶層をエピタキシャル成長させる。その際、シリコン結
晶層を横方向にも成長させ、フィールド酸化膜上にも延
在させて形成する。その後、このシリコン結晶層にトラ
ンジスタを形成する。
【0029】これによって、ソースおよびドレインの接
合容量が大幅に低減され、素子の高速動作が可能とな
る。また、SOI基板を使わなくとも同等の性能を得ら
れるので、コストダウンに大きく寄与する。
合容量が大幅に低減され、素子の高速動作が可能とな
る。また、SOI基板を使わなくとも同等の性能を得ら
れるので、コストダウンに大きく寄与する。
【0030】また、上記結晶シリコン層にバイポーラ・
トランジスタを形成すればベース・コレクタ間容量を大
幅に低減でき、さらなる高速化を図ることができる。
トランジスタを形成すればベース・コレクタ間容量を大
幅に低減でき、さらなる高速化を図ることができる。
【0031】さらに、MOSFETとバイポーラ・トラ
ンジスタとを混載したBiCMOSに応用して同様の効
果を得ることができる。
ンジスタとを混載したBiCMOSに応用して同様の効
果を得ることができる。
【0032】以下に図面を参照しながら本発明の実施の
形態について説明する。図1は、本発明による半導体装
置の構造を例示する概略断面図である。すなわち、同図
に例示した半導体装置はp−MOSFETであり、その
構成について概略的に説明すると以下の如くである。
形態について説明する。図1は、本発明による半導体装
置の構造を例示する概略断面図である。すなわち、同図
に例示した半導体装置はp−MOSFETであり、その
構成について概略的に説明すると以下の如くである。
【0033】FET10は、n型シリコン基板11の表
面に高濃度にドーピングされたソース・ドレイン領域1
4a、14aとその内側に隣接する低濃度にドーピング
されたLDD領域14b、14bとを有する。ソース・
ドレイン領域14a、14aの上には、金属シリサイド
膜14c、14cが形成され、素子抵抗を低減するよう
にされている。一方、ソース・ドレイン間の活性領域1
1Aの上には、ゲート酸化膜15、ゲートポリシリコン
膜16、酸化膜17がこの順序で堆積されている。さら
に、これらの側面には、酸化シリコンからなる側壁2
0、20が設けられている。また、装置の表面部分は絶
縁膜18により覆われ、コンタクト開口を介してソース
・ドレイン電極19、19が形成されている。
面に高濃度にドーピングされたソース・ドレイン領域1
4a、14aとその内側に隣接する低濃度にドーピング
されたLDD領域14b、14bとを有する。ソース・
ドレイン領域14a、14aの上には、金属シリサイド
膜14c、14cが形成され、素子抵抗を低減するよう
にされている。一方、ソース・ドレイン間の活性領域1
1Aの上には、ゲート酸化膜15、ゲートポリシリコン
膜16、酸化膜17がこの順序で堆積されている。さら
に、これらの側面には、酸化シリコンからなる側壁2
0、20が設けられている。また、装置の表面部分は絶
縁膜18により覆われ、コンタクト開口を介してソース
・ドレイン電極19、19が形成されている。
【0034】本発明において特徴的な点は、ソース領域
14aおよびドレイン領域14aがそれぞれフィールド
酸化膜12、12、すなわち素子分離用の絶縁層の上に
形成されている点である。このようにすることにより、
ソース領域14a及びドレイン領域14aの下にpn接
合が形成されることがなく、接合容量の発生を解消する
ことができる。その結果として、従来よりも極めて高速
動作させることができるようになる。
14aおよびドレイン領域14aがそれぞれフィールド
酸化膜12、12、すなわち素子分離用の絶縁層の上に
形成されている点である。このようにすることにより、
ソース領域14a及びドレイン領域14aの下にpn接
合が形成されることがなく、接合容量の発生を解消する
ことができる。その結果として、従来よりも極めて高速
動作させることができるようになる。
【0035】また、本発明によれば、チャネル領域の下
層には、酸化膜12が設けられていない。従って、図1
2に示したようなSOI構造で問題となる浮遊効果を解
消することができる。さらに、素子の動作に際してチャ
ネル層に電流を流すことにより発生する熱は、熱伝導率
が高いシリコン基板11を介して拡散させることがで
き、放熱特性にも優れる。その結果として、素子の温度
が上昇して特性が劣化したり信頼性が低下するという問
題も解消することができる。
層には、酸化膜12が設けられていない。従って、図1
2に示したようなSOI構造で問題となる浮遊効果を解
消することができる。さらに、素子の動作に際してチャ
ネル層に電流を流すことにより発生する熱は、熱伝導率
が高いシリコン基板11を介して拡散させることがで
き、放熱特性にも優れる。その結果として、素子の温度
が上昇して特性が劣化したり信頼性が低下するという問
題も解消することができる。
【0036】ここで、本発明の構成とは異なるものとし
て、例えば、ソース・ドレイン領域の下に、イオン注入
法により、酸素などを導入して高抵抗層を形成すること
も考えられる。しかし、シリコン基板11の上に絶縁性
の層を設け、その上にキャリア濃度が高いソース・ドレ
イン領域14aを設けると、いわゆるMIS(Meta
l Insulator Semiconducto
r)型の構造が形成されることとなり、このMIS構造
に起因した容量が発生する。ここで、イオン注入法によ
り酸素などを導入して高抵抗層を形成する場合には、十
分に厚い高抵抗層を形成することが困難であり、無視で
きないMIS容量が発生して、半導体装置の寄生容量が
増加するという問題が生ずる。例えば、イオン注入法に
より酸素を導入して絶縁層を形成する場合には、形成さ
れる絶縁層の層厚は、せいぜい400nm程度に過ぎな
い。これに対して、本発明によれば、フィールド酸化膜
12の上にソース・ドレイン領域14aを配置してお
り、フィールド酸化膜12の膜厚は容易に厚く形成する
ことができる。フィールド酸化膜の層厚としては、例え
ば、700nm程度以上、好ましくは1000nm程度
の厚さに形成することも可能である。その結果として、
本発明によれば、発生するMIS容量は無視しうるほど
わずかなものに過ぎないという利点も生ずる。
て、例えば、ソース・ドレイン領域の下に、イオン注入
法により、酸素などを導入して高抵抗層を形成すること
も考えられる。しかし、シリコン基板11の上に絶縁性
の層を設け、その上にキャリア濃度が高いソース・ドレ
イン領域14aを設けると、いわゆるMIS(Meta
l Insulator Semiconducto
r)型の構造が形成されることとなり、このMIS構造
に起因した容量が発生する。ここで、イオン注入法によ
り酸素などを導入して高抵抗層を形成する場合には、十
分に厚い高抵抗層を形成することが困難であり、無視で
きないMIS容量が発生して、半導体装置の寄生容量が
増加するという問題が生ずる。例えば、イオン注入法に
より酸素を導入して絶縁層を形成する場合には、形成さ
れる絶縁層の層厚は、せいぜい400nm程度に過ぎな
い。これに対して、本発明によれば、フィールド酸化膜
12の上にソース・ドレイン領域14aを配置してお
り、フィールド酸化膜12の膜厚は容易に厚く形成する
ことができる。フィールド酸化膜の層厚としては、例え
ば、700nm程度以上、好ましくは1000nm程度
の厚さに形成することも可能である。その結果として、
本発明によれば、発生するMIS容量は無視しうるほど
わずかなものに過ぎないという利点も生ずる。
【0037】次に、本発明による半導体装置の第1の製
造方法について説明する。図2及び図3は、本発明によ
るMOSFET10の製造工程の要部を表す工程断面図
である。MOSFET10の製造に際しては、まず、図
2(a)に示したように、n型シリコン基板11にフィ
ールド酸化膜12を形成する。この形成方法としては、
例えば、LOCOS(Local Oxidation
of Silicon)法、すなわち窒化シリコン膜
をマスクとした選択酸化法を用いることもできる。しか
し、LOCOS法を用いると、いわゆる「バーズビー
ク」と呼ばれる酸化層のはみ出しが生ずることがあり、
素子の微細化に不利となる場合もある。そこで、同図に
おいては、いわゆるSTI(Shallow Tren
ch Isolation)技術を用いた場合について
図示した。具体的には、シリコン基板11の表面をRI
E(Reactive Ion Etching)法な
どの異方性エッチング法によりエッチングしてトレンチ
(溝)を形成し、そのトレンチにCVD法により酸化シ
リコンを埋め込み、さらに、基板表面を平滑化処理する
ことにより、同図(a)に示したように基板面と平滑で
絶縁層のはみ出しの少ないフィールド酸化膜12を形成
することができる。このようにして、基板表面部分に
は、フィールド酸化膜12により絶縁分離されたp−M
OSFETの活性領域11Aが形成される。
造方法について説明する。図2及び図3は、本発明によ
るMOSFET10の製造工程の要部を表す工程断面図
である。MOSFET10の製造に際しては、まず、図
2(a)に示したように、n型シリコン基板11にフィ
ールド酸化膜12を形成する。この形成方法としては、
例えば、LOCOS(Local Oxidation
of Silicon)法、すなわち窒化シリコン膜
をマスクとした選択酸化法を用いることもできる。しか
し、LOCOS法を用いると、いわゆる「バーズビー
ク」と呼ばれる酸化層のはみ出しが生ずることがあり、
素子の微細化に不利となる場合もある。そこで、同図に
おいては、いわゆるSTI(Shallow Tren
ch Isolation)技術を用いた場合について
図示した。具体的には、シリコン基板11の表面をRI
E(Reactive Ion Etching)法な
どの異方性エッチング法によりエッチングしてトレンチ
(溝)を形成し、そのトレンチにCVD法により酸化シ
リコンを埋め込み、さらに、基板表面を平滑化処理する
ことにより、同図(a)に示したように基板面と平滑で
絶縁層のはみ出しの少ないフィールド酸化膜12を形成
することができる。このようにして、基板表面部分に
は、フィールド酸化膜12により絶縁分離されたp−M
OSFETの活性領域11Aが形成される。
【0038】次に、図2(b)に示したように、シリコ
ン単結晶層13を成長させる。この成長方法としては、
例えば、CVD法やMBE(Molucular Be
amEpitaxy)法などによるエピタキシャル成長
法を用いることができる。ここで、成長に際して、成長
圧力、成長温度、原料ガスの流量、基板の結晶方位など
の諸条件を適宜調節することにより、ウェーハの表面に
露出している活性領域11Aの上に選択的にエピタキシ
ャル成長したシリコン単結晶層を横方向に、より早い速
度で成長させる(ラテラル・エピタキシャル成長)こと
ができる。その結果として、同図(b)に示したよう
に、絶縁層12の上に延在させてシリコン単結晶層13
を形成することができる。さらに、シリコン単結晶層1
3にn型のドーパントとなる不純物をイオン注入する。
なお、このイオン注入の代わりに、シリコン単結晶層1
3をエピタキシャル成長させる際に、例えばアルシン
(AsH3)を混入させ、エピタキシャル層を成長させ
ながらn型にドーピングしても良い。また、成長後に、
シリコン単結晶層13をパターニングして所定の形状に
しても良い。
ン単結晶層13を成長させる。この成長方法としては、
例えば、CVD法やMBE(Molucular Be
amEpitaxy)法などによるエピタキシャル成長
法を用いることができる。ここで、成長に際して、成長
圧力、成長温度、原料ガスの流量、基板の結晶方位など
の諸条件を適宜調節することにより、ウェーハの表面に
露出している活性領域11Aの上に選択的にエピタキシ
ャル成長したシリコン単結晶層を横方向に、より早い速
度で成長させる(ラテラル・エピタキシャル成長)こと
ができる。その結果として、同図(b)に示したよう
に、絶縁層12の上に延在させてシリコン単結晶層13
を形成することができる。さらに、シリコン単結晶層1
3にn型のドーパントとなる不純物をイオン注入する。
なお、このイオン注入の代わりに、シリコン単結晶層1
3をエピタキシャル成長させる際に、例えばアルシン
(AsH3)を混入させ、エピタキシャル層を成長させ
ながらn型にドーピングしても良い。また、成長後に、
シリコン単結晶層13をパターニングして所定の形状に
しても良い。
【0039】次に、図2(c)に示したように、シリコ
ン単結晶層13の表面に、ゲート絶縁膜となる酸化膜1
5、多結晶シリコン膜16、酸化膜17をこの順序で堆
積し、ゲート電極をパターニングするためのレジストパ
ターン21を形成する。その後RIE法により、酸化膜
17、多結晶シリコン膜16およびゲ−ト絶縁膜15を
加工して同図に表したような形状にパターニングする。
ン単結晶層13の表面に、ゲート絶縁膜となる酸化膜1
5、多結晶シリコン膜16、酸化膜17をこの順序で堆
積し、ゲート電極をパターニングするためのレジストパ
ターン21を形成する。その後RIE法により、酸化膜
17、多結晶シリコン膜16およびゲ−ト絶縁膜15を
加工して同図に表したような形状にパターニングする。
【0040】次に、図2(d)に示したように、LDD
領域14bを形成する。具体的には、シリコン単結晶層
13に、BF2を加速電圧約30keV、ドーズ量約2
E14/cm2の条件でイオン注入し、LDD構造の低
濃度領域14bを形成する。次に、図3(a)に示した
ように、側壁20を形成する。具体的には、基板全面に
SiO2膜を約100nm堆積し、そのSiO2膜をR
IE法により約100nmエッチング(エッチバック)
することにより、ゲートポリシリコン膜16の側面に幅
が約100nmのSiO2からなる側壁20を形成する
ことができる。
領域14bを形成する。具体的には、シリコン単結晶層
13に、BF2を加速電圧約30keV、ドーズ量約2
E14/cm2の条件でイオン注入し、LDD構造の低
濃度領域14bを形成する。次に、図3(a)に示した
ように、側壁20を形成する。具体的には、基板全面に
SiO2膜を約100nm堆積し、そのSiO2膜をR
IE法により約100nmエッチング(エッチバック)
することにより、ゲートポリシリコン膜16の側面に幅
が約100nmのSiO2からなる側壁20を形成する
ことができる。
【0041】次に、図3(b)に示したように、ソース
・ドレイン領域14aを形成する。具体的には、シリコ
ン単結晶層13に、BF2を加速電圧約45keV、ド
ーズ量約3E15/cm2の条件でイオン注入する。さ
らに、RTA(RapidThermal Annea
l)法により、約1000℃の温度で約10秒間の熱処
理を施すことにより、イオン注入された不純物を活性化
させて、キャリア濃度が高いソース・ドレイン領域14
aを形成することができる。
・ドレイン領域14aを形成する。具体的には、シリコ
ン単結晶層13に、BF2を加速電圧約45keV、ド
ーズ量約3E15/cm2の条件でイオン注入する。さ
らに、RTA(RapidThermal Annea
l)法により、約1000℃の温度で約10秒間の熱処
理を施すことにより、イオン注入された不純物を活性化
させて、キャリア濃度が高いソース・ドレイン領域14
aを形成することができる。
【0042】次に、図3(c)に示したように、金属シ
リサイド膜14cを形成する。具体的には、まず、ウェ
ーハ全面に高融点金属、例えばチタン(Ti)の薄膜を
スパッタリング法などの方法により堆積する。さらに、
RTA法により金属と基板のシリコンとを反応させてチ
タンシリサイドを形成し、その後、未反応のチタンを硫
酸過水系のエッチャントによりエッチング除去する。こ
のようにして、表面に露出した高濃度イオン注入領域1
4aにのみ選択的に金属シリサイド膜14cを形成する
ことができる。
リサイド膜14cを形成する。具体的には、まず、ウェ
ーハ全面に高融点金属、例えばチタン(Ti)の薄膜を
スパッタリング法などの方法により堆積する。さらに、
RTA法により金属と基板のシリコンとを反応させてチ
タンシリサイドを形成し、その後、未反応のチタンを硫
酸過水系のエッチャントによりエッチング除去する。こ
のようにして、表面に露出した高濃度イオン注入領域1
4aにのみ選択的に金属シリサイド膜14cを形成する
ことができる。
【0043】次に、図3(d)に示したように、層間絶
縁膜18と電極19とを形成する。具体的には、まず、
ウェーハ全面に層間絶縁膜18を堆積し、コンタクト用
の開口を形成した後に、ソースおよびドレイン電極19
などを配線する。
縁膜18と電極19とを形成する。具体的には、まず、
ウェーハ全面に層間絶縁膜18を堆積し、コンタクト用
の開口を形成した後に、ソースおよびドレイン電極19
などを配線する。
【0044】以上説明した工程により、p−MOSFE
Tが完成する。
Tが完成する。
【0045】以上説明した製造方法によれば、図2
(b)に示したように、いわゆるラテラル・エピタキシ
ャル成長を積極的に利用することにより、フィールド絶
縁膜12の上にソース・ドレイン領域となるシリコン単
結晶膜13を形成することができる。
(b)に示したように、いわゆるラテラル・エピタキシ
ャル成長を積極的に利用することにより、フィールド絶
縁膜12の上にソース・ドレイン領域となるシリコン単
結晶膜13を形成することができる。
【0046】また、図2(a)に関して説明したよう
に、フィールド酸化膜12の形成方法として、いわゆる
STI技術を用いれば、基板の表面を平滑に維持するこ
とができ、シリコン単結晶膜13のラテラル・エピタキ
シャル成長を容易に実現することができるようになり、
しかも、フィールド酸化膜12の上に成長されたシリコ
ン単結晶13の結晶性も高品質なものとすることができ
る。その結果として、半導体装置の諸特性が改善される
とともに、信頼性も向上する。
に、フィールド酸化膜12の形成方法として、いわゆる
STI技術を用いれば、基板の表面を平滑に維持するこ
とができ、シリコン単結晶膜13のラテラル・エピタキ
シャル成長を容易に実現することができるようになり、
しかも、フィールド酸化膜12の上に成長されたシリコ
ン単結晶13の結晶性も高品質なものとすることができ
る。その結果として、半導体装置の諸特性が改善される
とともに、信頼性も向上する。
【0047】次に、本発明の半導体装置の第2の製造方
法について説明する。図4及び図5は、本製造方法の製
造工程の要部を表す工程断面図である。本製造方法にお
いても、まず、図4(a)に示したように、フィールド
酸化膜12を形成する。この形成方法としては、例え
ば、STIを用いることができる。
法について説明する。図4及び図5は、本製造方法の製
造工程の要部を表す工程断面図である。本製造方法にお
いても、まず、図4(a)に示したように、フィールド
酸化膜12を形成する。この形成方法としては、例え
ば、STIを用いることができる。
【0048】次に、図4(b)に示したように、エッチ
ング・ストッパ膜24を選択的に形成する。具体的に
は、ウェーハ全面に、例えば窒化シリコンなどからなる
膜を堆積し、図示したように、活性領域11Aを中心と
した開口を形成する。
ング・ストッパ膜24を選択的に形成する。具体的に
は、ウェーハ全面に、例えば窒化シリコンなどからなる
膜を堆積し、図示したように、活性領域11Aを中心と
した開口を形成する。
【0049】次に、図4(c)〜図5(a)に示したよ
うに、シリコン単結晶層13を成長させる。具体的に
は、CVD法やMBE法などの手法により活性領域11
Aを中心としてエピタキシャル成長させる。この際に、
成長圧力、成長温度、原料ガスの流量、基板の結晶方位
などの諸条件を適宜調節することにより、結晶成長を等
方的に進行させて、図示したように、台形ないしピラミ
ッド形状にシリコン単結晶層13をエピタキシャル成長
させることができる。例えば、(100)の面方位を有
するシリコン基板上において、<111>方向に等方的
にエピタキシャル成長させることによって、図示したよ
うなシリコン単結晶層13を形成することができる。
うに、シリコン単結晶層13を成長させる。具体的に
は、CVD法やMBE法などの手法により活性領域11
Aを中心としてエピタキシャル成長させる。この際に、
成長圧力、成長温度、原料ガスの流量、基板の結晶方位
などの諸条件を適宜調節することにより、結晶成長を等
方的に進行させて、図示したように、台形ないしピラミ
ッド形状にシリコン単結晶層13をエピタキシャル成長
させることができる。例えば、(100)の面方位を有
するシリコン基板上において、<111>方向に等方的
にエピタキシャル成長させることによって、図示したよ
うなシリコン単結晶層13を形成することができる。
【0050】次に、図5(b)に示したように、シリコ
ン単結晶層13を研磨して表面を平滑にする。具体的に
は、例えば、CMP(Chemical Mechan
ical Polishing)法によりシリコン単結
晶層13の表面を研磨し、窒化膜14の表面が出るまで
エッチングすることにより、シリコン単結晶層13に過
度のダメージを与えることなく、表面を平滑に加工する
ことができる。
ン単結晶層13を研磨して表面を平滑にする。具体的に
は、例えば、CMP(Chemical Mechan
ical Polishing)法によりシリコン単結
晶層13の表面を研磨し、窒化膜14の表面が出るまで
エッチングすることにより、シリコン単結晶層13に過
度のダメージを与えることなく、表面を平滑に加工する
ことができる。
【0051】次に、図5(c)に示したように、ゲート
酸化膜15、ゲートポリシリコン膜16、酸化膜17、
LDD領域14b、側壁20、ソース・ドレイン領域1
4a、層間絶縁膜18、及び電極19を順次形成するこ
とにより、MOSFET10Bが完成する。ここで、各
工程の内容は、図2及び図3に関して前述したものと概
略同一であるので、同一の符号を付して説明を省略す
る。
酸化膜15、ゲートポリシリコン膜16、酸化膜17、
LDD領域14b、側壁20、ソース・ドレイン領域1
4a、層間絶縁膜18、及び電極19を順次形成するこ
とにより、MOSFET10Bが完成する。ここで、各
工程の内容は、図2及び図3に関して前述したものと概
略同一であるので、同一の符号を付して説明を省略す
る。
【0052】本製造方法によれば、シリコン基板の活性
領域11Aの上に等方的にシリコン単結晶層13を形成
し、研磨することによって、フィールド酸化膜12の上
にソース・ドレイン領域14aを形成することができ
る。従って、図2(b)に関して前述したような、ラテ
ラル・エピタキシャル成長が困難であるような場合にお
いても、本発明の半導体装置を製造することができる。
特に、形成すべきソース・ドレイン領域14aの層厚に
対して、その長さの比が大きいような場合、すなわち、
層厚が薄く且つ幅広いソース・ドレイン領域を形成する
ような場合には、ラテラル・エピタキシャル成長が容易
でない場合も生ずる。このような場合でも、本方法によ
り等方的に、シリコン単結晶層13を成長させ研磨する
ことによって、同様の構造を有する半導体装置を製造す
ることができるようになる。
領域11Aの上に等方的にシリコン単結晶層13を形成
し、研磨することによって、フィールド酸化膜12の上
にソース・ドレイン領域14aを形成することができ
る。従って、図2(b)に関して前述したような、ラテ
ラル・エピタキシャル成長が困難であるような場合にお
いても、本発明の半導体装置を製造することができる。
特に、形成すべきソース・ドレイン領域14aの層厚に
対して、その長さの比が大きいような場合、すなわち、
層厚が薄く且つ幅広いソース・ドレイン領域を形成する
ような場合には、ラテラル・エピタキシャル成長が容易
でない場合も生ずる。このような場合でも、本方法によ
り等方的に、シリコン単結晶層13を成長させ研磨する
ことによって、同様の構造を有する半導体装置を製造す
ることができるようになる。
【0053】なお、以上説明した各具体例においては、
p−MOSFETを例示したが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。すなわち、本発明は、各層の導電型
を反転させたn−MOSFETについても同様に適用す
ることができ、同様の効果を得ることができる。さら
に、本発明により、同一基板上にp−MOSFETとn
−MOSFETを混載して形成することも可能であり、
寄生容量が極めて低く、高速動作の可能ないわゆるCM
OS構成を実現することもできる。
p−MOSFETを例示したが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。すなわち、本発明は、各層の導電型
を反転させたn−MOSFETについても同様に適用す
ることができ、同様の効果を得ることができる。さら
に、本発明により、同一基板上にp−MOSFETとn
−MOSFETを混載して形成することも可能であり、
寄生容量が極めて低く、高速動作の可能ないわゆるCM
OS構成を実現することもできる。
【0054】次に、本発明をバイポーラ型トランジスタ
に適用した例について説明する。
に適用した例について説明する。
【0055】図6は、本発明によるバイポーラ型トラン
ジスタの構造を例示する概略断面図である。すなわち、
同図に例示したバイポーラ型トランジスタは、いわゆる
npn型のバイポーラ・トランジスタであり、その構成
について概略的に説明すると以下の如くである。
ジスタの構造を例示する概略断面図である。すなわち、
同図に例示したバイポーラ型トランジスタは、いわゆる
npn型のバイポーラ・トランジスタであり、その構成
について概略的に説明すると以下の如くである。
【0056】バイポーラ・トランジスタ50Aは、n型
埋め込み層60の上に形成され、n型コレクタ領域6
1、p型内部ベース領域66、n型エミッタ領域69を
有する。n型エミッタ領域69の上には、ポリシリコン
層68とエミッタ電極74とが形成されている。また、
ポリシリコン層68の側面には、サイドウォール・スペ
ーサ67が形成されている。さらに、素子の表面は、絶
縁膜64により覆われ、開口を介して、ベース電極72
とコレクタ電極76がそれぞれ形成されている。本発明
において特徴的な点は、p型内部ベース領域66から延
在しているp型外部ベース領域63の主要部がフィール
ド酸化膜62、すなわち素子間絶縁層の上に形成されて
いる点である。従来例として示した図13と比較すれば
明らかなように、本発明においては、外部ベース領域6
3の主要部がコレクタ領域61と接触することなく、フ
ィールド酸化膜62の上に形成されている。このような
構成により、コレクタ領域61と外部ベース領域63と
の間で生ずる接合容量を大幅に低減することができる。
その結果として、バイポーラ型トランジスタの寄生容量
を大幅に低減して素子特性を大幅に改善することができ
る。
埋め込み層60の上に形成され、n型コレクタ領域6
1、p型内部ベース領域66、n型エミッタ領域69を
有する。n型エミッタ領域69の上には、ポリシリコン
層68とエミッタ電極74とが形成されている。また、
ポリシリコン層68の側面には、サイドウォール・スペ
ーサ67が形成されている。さらに、素子の表面は、絶
縁膜64により覆われ、開口を介して、ベース電極72
とコレクタ電極76がそれぞれ形成されている。本発明
において特徴的な点は、p型内部ベース領域66から延
在しているp型外部ベース領域63の主要部がフィール
ド酸化膜62、すなわち素子間絶縁層の上に形成されて
いる点である。従来例として示した図13と比較すれば
明らかなように、本発明においては、外部ベース領域6
3の主要部がコレクタ領域61と接触することなく、フ
ィールド酸化膜62の上に形成されている。このような
構成により、コレクタ領域61と外部ベース領域63と
の間で生ずる接合容量を大幅に低減することができる。
その結果として、バイポーラ型トランジスタの寄生容量
を大幅に低減して素子特性を大幅に改善することができ
る。
【0057】また、図1に関して前述したMOSFET
の場合と同様に、バイポーラ・トランジスタ50Aにお
いても、外部ベース領域63の下にMIS型構造が形成
される。しかし、本発明においては、フィールド酸化膜
62の膜厚を厚く形成することができるので、発生する
MIS容量を無視しうるほど低く抑制することができる
という利点も生ずる。この結果として、最大発振周波数
(fmax)において従来の2倍近い値を得ることも可
能となる。
の場合と同様に、バイポーラ・トランジスタ50Aにお
いても、外部ベース領域63の下にMIS型構造が形成
される。しかし、本発明においては、フィールド酸化膜
62の膜厚を厚く形成することができるので、発生する
MIS容量を無視しうるほど低く抑制することができる
という利点も生ずる。この結果として、最大発振周波数
(fmax)において従来の2倍近い値を得ることも可
能となる。
【0058】次に、バイポーラ・トランジスタ50Aの
製造方法について説明する。図7は、本発明によるバイ
ポーラ・トランジスタの製造方法を表す要部工程断面図
である。バイポーラ・トランジスタ50Aの製造に際し
ては、まず、図7(a)に示したように、フィールド酸
化膜62の上にベースエピタキシャル層63を形成す
る。具体的には、まず、p型シリコン基板の上に通常の
拡散技術などを用いてキャリア濃度が高いn型埋め込み
層60を形成する。さらにn型のコレクタエピタキシャ
ル層61を成長させる。さらに、フィールド酸化膜62
を用いてバイポーラトランジスタの活性領域を絶縁分離
する。このフィールド酸化膜62の形成方法としては、
例えば、前述したSTI技術を用いることができる。
製造方法について説明する。図7は、本発明によるバイ
ポーラ・トランジスタの製造方法を表す要部工程断面図
である。バイポーラ・トランジスタ50Aの製造に際し
ては、まず、図7(a)に示したように、フィールド酸
化膜62の上にベースエピタキシャル層63を形成す
る。具体的には、まず、p型シリコン基板の上に通常の
拡散技術などを用いてキャリア濃度が高いn型埋め込み
層60を形成する。さらにn型のコレクタエピタキシャ
ル層61を成長させる。さらに、フィールド酸化膜62
を用いてバイポーラトランジスタの活性領域を絶縁分離
する。このフィールド酸化膜62の形成方法としては、
例えば、前述したSTI技術を用いることができる。
【0059】次に、シリコンを成長させて内部ベース領
域66と外部ベース領域66とを形成する。この成長方
法としては、例えば、図2あるいは図4乃至図5に関し
て前述した方法を用いることができる。すなわち、内部
ベース領域63と外部ベース領域66のいずれもシリコ
ン単結晶膜として形成する。さらに、この際に、所定の
成長圧力、成長温度、原料ガス流量において、例えばジ
ボラン(B2H6)を混入させ、シリコン層を成長させ
ながらp型にドーピングする。また、例えばモノゲルマ
ン(GeH4)などの原料ガスを所定の圧力、温度、ガ
ス流量において添加すれば、シリコン・ゲルマニウム
(SiGe)層を形成することも可能である。
域66と外部ベース領域66とを形成する。この成長方
法としては、例えば、図2あるいは図4乃至図5に関し
て前述した方法を用いることができる。すなわち、内部
ベース領域63と外部ベース領域66のいずれもシリコ
ン単結晶膜として形成する。さらに、この際に、所定の
成長圧力、成長温度、原料ガス流量において、例えばジ
ボラン(B2H6)を混入させ、シリコン層を成長させ
ながらp型にドーピングする。また、例えばモノゲルマ
ン(GeH4)などの原料ガスを所定の圧力、温度、ガ
ス流量において添加すれば、シリコン・ゲルマニウム
(SiGe)層を形成することも可能である。
【0060】また、フィールド酸化膜62の上に形成し
たシリコン結晶層は、外部ベース領域63の形状にする
ために、パターニング加工しても良い。
たシリコン結晶層は、外部ベース領域63の形状にする
ために、パターニング加工しても良い。
【0061】次に、図7(b)に示したように、絶縁膜
64とサイドウォール・スペーサ67とを形成する。具
体的には、CVD法などにより所定の膜厚の絶縁膜64
を堆積する。さらに、フォト・リソグラフィ工程を経て
絶縁膜64に開口65を形成する。次に、絶縁物を所定
の厚さに堆積し、RIEによりエッチバックすることに
よってサイドウォール・スペーサ67を形成することが
できる。
64とサイドウォール・スペーサ67とを形成する。具
体的には、CVD法などにより所定の膜厚の絶縁膜64
を堆積する。さらに、フォト・リソグラフィ工程を経て
絶縁膜64に開口65を形成する。次に、絶縁物を所定
の厚さに堆積し、RIEによりエッチバックすることに
よってサイドウォール・スペーサ67を形成することが
できる。
【0062】次に、図7(c)に示したように、エミッ
タ領域69を形成する。具体的には、ウェーハ全面に多
結晶シリコン68を堆積し、砒素(As)を加速電圧約
60keV、ドーズ量約1E16/cm2の条件でイオ
ン注入した後に、熱処理を施して開口部分に砒素を拡散
させ、n型エミッタ領域69を形成することができる。
なお、ここで砒素をイオン注入する代わりに、多結晶シ
リコン68に予め砒素をドープしておき、開口部分に拡
散させるようにしても良い。また、多結晶シリコンの代
わりに単結晶シリコンをエピタキシャル成長させても良
い。
タ領域69を形成する。具体的には、ウェーハ全面に多
結晶シリコン68を堆積し、砒素(As)を加速電圧約
60keV、ドーズ量約1E16/cm2の条件でイオ
ン注入した後に、熱処理を施して開口部分に砒素を拡散
させ、n型エミッタ領域69を形成することができる。
なお、ここで砒素をイオン注入する代わりに、多結晶シ
リコン68に予め砒素をドープしておき、開口部分に拡
散させるようにしても良い。また、多結晶シリコンの代
わりに単結晶シリコンをエピタキシャル成長させても良
い。
【0063】次に、図7(d)に示したように、電極を
形成する。すなわち、多結晶シリコン68の上にエミッ
タ電極74を形成する。また、絶縁膜64とフィールド
酸化膜62に所定の開口を設け、ベース電極72とコレ
クタ電極74をそれぞれ形成することにより、バイポー
ラ・トランジスタ50Aが完成する。
形成する。すなわち、多結晶シリコン68の上にエミッ
タ電極74を形成する。また、絶縁膜64とフィールド
酸化膜62に所定の開口を設け、ベース電極72とコレ
クタ電極74をそれぞれ形成することにより、バイポー
ラ・トランジスタ50Aが完成する。
【0064】本発明によれば、フィールド酸化膜62の
上に延在させて単結晶シリコン層を形成することによ
り、コレクタ・ベース間の容量が大幅に低減されたバイ
ポーラ型トランジスタを製造することができる。さらに
ここでは、フィールド酸化膜62の上に延在する外部ベ
ース領域63を、内部ベース領域とともに結晶性の高品
質なシリコン単結晶で形成しているので、例えばベース
抵抗が低減されて得られるベイポーラ型トランジスタの
半導体装置としての諸特性も良好なものとなる。
上に延在させて単結晶シリコン層を形成することによ
り、コレクタ・ベース間の容量が大幅に低減されたバイ
ポーラ型トランジスタを製造することができる。さらに
ここでは、フィールド酸化膜62の上に延在する外部ベ
ース領域63を、内部ベース領域とともに結晶性の高品
質なシリコン単結晶で形成しているので、例えばベース
抵抗が低減されて得られるベイポーラ型トランジスタの
半導体装置としての諸特性も良好なものとなる。
【0065】また、図6及び図7においては、npn型
のバイポーラ・トランジスタを例に挙げて説明したが、
本発明はこれに限定されるものではない。この他にも、
本発明は、例えばpnp型のバイポーラ・トランジスタ
についても同様に適用可能であり、同様の効果を得るこ
とができる。
のバイポーラ・トランジスタを例に挙げて説明したが、
本発明はこれに限定されるものではない。この他にも、
本発明は、例えばpnp型のバイポーラ・トランジスタ
についても同様に適用可能であり、同様の効果を得るこ
とができる。
【0066】次に、本発明をBi−CMOS(Bipo
lar−CMOS)に適用した例について説明する。図
8は、本発明によるBi−CMOS素子の構造を表す概
略断面図である。すなわち、本発明のBi−CMOS素
子80は、シリコン基板81上に形成されたMOSトラ
ンジスタ部10Cと、バイポーラ型トランジスタ部50
Bとを有する。それぞれのトランジスタ部の細部の構成
は、図1及び図6に示したものと概略同一とすることが
でき、同一の符号を付して説明を省略する。本発明によ
るBi−CMOS素子の特徴的な点は、MOSトランジ
スタ部10Cのソース・ドレイン領域14a、及びバイ
ポーラ型トランジスタ部50Bの外部ベース領域63
が、それぞれフィールド酸化膜82の上に形成されてい
る点である。すなわち、このような構成により、前述し
たように、MOSトランジスタ部10Cのソース・ドレ
イン領域の寄生容量と、バイポーラ型トランジスタ部5
0Bのベース・コレクタ間の寄生容量とをそれぞれ大幅
に低減することができる。その結果として、従来よりも
高速の動作が可能となり最大発振周波数(fmax)に
おいては従来の2倍以上が可能となり、さらに、雑音や
その他の諸特性が優れたアナログ・デジタル混在回路装
置を実現することができる。
lar−CMOS)に適用した例について説明する。図
8は、本発明によるBi−CMOS素子の構造を表す概
略断面図である。すなわち、本発明のBi−CMOS素
子80は、シリコン基板81上に形成されたMOSトラ
ンジスタ部10Cと、バイポーラ型トランジスタ部50
Bとを有する。それぞれのトランジスタ部の細部の構成
は、図1及び図6に示したものと概略同一とすることが
でき、同一の符号を付して説明を省略する。本発明によ
るBi−CMOS素子の特徴的な点は、MOSトランジ
スタ部10Cのソース・ドレイン領域14a、及びバイ
ポーラ型トランジスタ部50Bの外部ベース領域63
が、それぞれフィールド酸化膜82の上に形成されてい
る点である。すなわち、このような構成により、前述し
たように、MOSトランジスタ部10Cのソース・ドレ
イン領域の寄生容量と、バイポーラ型トランジスタ部5
0Bのベース・コレクタ間の寄生容量とをそれぞれ大幅
に低減することができる。その結果として、従来よりも
高速の動作が可能となり最大発振周波数(fmax)に
おいては従来の2倍以上が可能となり、さらに、雑音や
その他の諸特性が優れたアナログ・デジタル混在回路装
置を実現することができる。
【0067】次に、本発明によるBi−CMOS素子8
0の製造方法について説明する。図9及び図10は、B
i−CMOS素子80の製造方法を説明する概略工程断
面図である。すなわち、Bi−CMOS素子80の製造
に際しては、まず、図9(a)に示したように、シリコ
ン基板81の上にフィールド酸化膜82を形成し、シリ
コン層13、63を成長させる。具体的には、まず、前
述したように、STI技術などにより、フィールド酸化
膜82を形成し、MOSトランジスタのウエル領域とバ
イポーラ・トランジスタのコレクタ領域をそれぞれ絶縁
分離する。次に、それぞれの素子について前述したよう
に、単結晶シリコン層13とシリコン層63とをそれぞ
れ成長させる。このようにして、MOSトランジスタ部
のソース・ドレインおよびチャネル領域となるエピタキ
シャル層13とバイポーラ型トランジスタ部のベース層
となるベースエピタキシャル層63を形成することがで
きる。
0の製造方法について説明する。図9及び図10は、B
i−CMOS素子80の製造方法を説明する概略工程断
面図である。すなわち、Bi−CMOS素子80の製造
に際しては、まず、図9(a)に示したように、シリコ
ン基板81の上にフィールド酸化膜82を形成し、シリ
コン層13、63を成長させる。具体的には、まず、前
述したように、STI技術などにより、フィールド酸化
膜82を形成し、MOSトランジスタのウエル領域とバ
イポーラ・トランジスタのコレクタ領域をそれぞれ絶縁
分離する。次に、それぞれの素子について前述したよう
に、単結晶シリコン層13とシリコン層63とをそれぞ
れ成長させる。このようにして、MOSトランジスタ部
のソース・ドレインおよびチャネル領域となるエピタキ
シャル層13とバイポーラ型トランジスタ部のベース層
となるベースエピタキシャル層63を形成することがで
きる。
【0068】次に、図9(b)に示したように、MOS
トランジスタ部のチャネル部にドーピングを施す。具体
的には、例えば、ウェーハ全面を酸化し、所定の条件で
マスクを形成した後に、MOSトランジスタ部のチャネ
ル部にのみドーパントをイオン注入することができる。
トランジスタ部のチャネル部にドーピングを施す。具体
的には、例えば、ウェーハ全面を酸化し、所定の条件で
マスクを形成した後に、MOSトランジスタ部のチャネ
ル部にのみドーパントをイオン注入することができる。
【0069】次に、図9(c)に示したように、MOS
トランジスタ部のゲートを形成する。具体的には、ウェ
ーハ表面の酸化膜を取り除いた後、ゲ−ト酸化膜15を
形成し、ついで多結晶シリコン膜16、窒化膜17を堆
積し、これらをパターニングすることによって、ゲ−ト
電極を形成することができる。さらに、イオン注入によ
りドーパントを比較的低い濃度で導入することによっ
て、LDD領域14b、14bを形成する。次に、ウェ
ーハ全面にCVD法により窒化膜を形成し、RIE法に
よりエッチバックすることにより、ゲートの側面に窒化
膜の側壁20を形成することができる。さらに、ソース
およびドレイン領域にドーパントをイオン注入して、ソ
ース領域14aおよびドレイン領域14aを形成するこ
とができる。
トランジスタ部のゲートを形成する。具体的には、ウェ
ーハ表面の酸化膜を取り除いた後、ゲ−ト酸化膜15を
形成し、ついで多結晶シリコン膜16、窒化膜17を堆
積し、これらをパターニングすることによって、ゲ−ト
電極を形成することができる。さらに、イオン注入によ
りドーパントを比較的低い濃度で導入することによっ
て、LDD領域14b、14bを形成する。次に、ウェ
ーハ全面にCVD法により窒化膜を形成し、RIE法に
よりエッチバックすることにより、ゲートの側面に窒化
膜の側壁20を形成することができる。さらに、ソース
およびドレイン領域にドーパントをイオン注入して、ソ
ース領域14aおよびドレイン領域14aを形成するこ
とができる。
【0070】次に、図10(a)に示したように、ウェ
ーハ全面に絶縁膜90を堆積する。具体的には、例え
ば、CVD法により、酸化シリコン膜を所定の膜厚に堆
積することができる。
ーハ全面に絶縁膜90を堆積する。具体的には、例え
ば、CVD法により、酸化シリコン膜を所定の膜厚に堆
積することができる。
【0071】次に、図10(b)に示したように、バイ
ポーラ型トランジスタ部の主要部を形成する。具体的に
は、絶縁膜90に開口91を形成し、さらに、第2の絶
縁膜を堆積し、RIEのような異方性エッチングにより
エッチバックすることによりサイドウォール・スペーサ
67を形成することができる。その後、多結晶シリコン
68を堆積し、砒素を加速電圧約60keV、ドーズ量
約1E16/cm2の条件でイオン注入し、所定の熱処
理を施すことによりn型エミッタ領域69を形成する。
ポーラ型トランジスタ部の主要部を形成する。具体的に
は、絶縁膜90に開口91を形成し、さらに、第2の絶
縁膜を堆積し、RIEのような異方性エッチングにより
エッチバックすることによりサイドウォール・スペーサ
67を形成することができる。その後、多結晶シリコン
68を堆積し、砒素を加速電圧約60keV、ドーズ量
約1E16/cm2の条件でイオン注入し、所定の熱処
理を施すことによりn型エミッタ領域69を形成する。
【0072】最後に、図10(c)に示したように、電
極を形成する。具体的には、絶縁膜にコンタクト・ホー
ルを開口し、アルミニウムなどの材料を用いてソース・
ドレイン電極19、19、ベース電極72、エミッタ電
極74、及びコレクタ電極76などを形成することによ
り、Bi−CMOS素子が完成する。
極を形成する。具体的には、絶縁膜にコンタクト・ホー
ルを開口し、アルミニウムなどの材料を用いてソース・
ドレイン電極19、19、ベース電極72、エミッタ電
極74、及びコレクタ電極76などを形成することによ
り、Bi−CMOS素子が完成する。
【0073】本発明によれば、同一の工程において、フ
ィールド酸化膜82の上に、MOSトランジスタのソー
ス・ドレイン領域とバイポーラ型トランジスタの外部ベ
ース領域とを同時に形成することができ、それぞれの素
子の寄生容量が大幅に低減されたBi−CMOS素子を
容易に製造することができるようになる。
ィールド酸化膜82の上に、MOSトランジスタのソー
ス・ドレイン領域とバイポーラ型トランジスタの外部ベ
ース領域とを同時に形成することができ、それぞれの素
子の寄生容量が大幅に低減されたBi−CMOS素子を
容易に製造することができるようになる。
【0074】なお、上述した例においては、p−MOS
FETとnpn型バイポーラ・トランジスタとを組み合
わせた例について説明したが、本発明はこれに限定され
るものではない。この他にも、導電型を反転させた素子
を組み合わせたBi−CMOS素子も同様に製造するこ
とができる。
FETとnpn型バイポーラ・トランジスタとを組み合
わせた例について説明したが、本発明はこれに限定され
るものではない。この他にも、導電型を反転させた素子
を組み合わせたBi−CMOS素子も同様に製造するこ
とができる。
【0075】
【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に説明する効果を奏する。
施され、以下に説明する効果を奏する。
【0076】まず、本発明によれば、MOSFETの、
ソース領域およびドレイン領域をそれぞれフィールド酸
化膜、すなわち素子分離用の絶縁層の上に形成すること
によって、ソース領域及びドレイン領域の下にpn接合
が形成されることがなく、接合容量の発生を解消するこ
とができる。その結果として、従来よりも極めて高速動
作させることができるようになる。
ソース領域およびドレイン領域をそれぞれフィールド酸
化膜、すなわち素子分離用の絶縁層の上に形成すること
によって、ソース領域及びドレイン領域の下にpn接合
が形成されることがなく、接合容量の発生を解消するこ
とができる。その結果として、従来よりも極めて高速動
作させることができるようになる。
【0077】また、本発明によれば、MOSFETのチ
ャネル領域の下層には、酸化膜が設けられていないの
で、SOI構造で問題とされている浮遊効果を解消する
ことができるとともに、素子の動作に際してチャネル層
に電流を流すことにより発生する熱は、熱伝導率が高い
シリコン基板を介して拡散させることができ、放熱特性
にも優れる。その結果として、素子の温度が上昇して特
性が劣化したり信頼性が低下するという問題も解消する
ことができる。
ャネル領域の下層には、酸化膜が設けられていないの
で、SOI構造で問題とされている浮遊効果を解消する
ことができるとともに、素子の動作に際してチャネル層
に電流を流すことにより発生する熱は、熱伝導率が高い
シリコン基板を介して拡散させることができ、放熱特性
にも優れる。その結果として、素子の温度が上昇して特
性が劣化したり信頼性が低下するという問題も解消する
ことができる。
【0078】すなわち、本発明によれば、従来のSOI
技術を用いたMOSトランジスタにおいて問題となって
いた熱の蓄積による素子性能の劣化を防ぎつつ、ソース
およびドレインの接合容量を大幅に低減して、素子の高
速化を図ることが出来る。
技術を用いたMOSトランジスタにおいて問題となって
いた熱の蓄積による素子性能の劣化を防ぎつつ、ソース
およびドレインの接合容量を大幅に低減して、素子の高
速化を図ることが出来る。
【0079】さらに、本発明によれば、SOI基板を用
いなくとも、同等の性能を得ることができ、大幅なコス
トダウンが可能となる。
いなくとも、同等の性能を得ることができ、大幅なコス
トダウンが可能となる。
【0080】さらに、本発明によれば、ソース・ドレイ
ン領域の下にイオン注入法により、酸素などを導入して
高抵抗層を形成する方法と比較しても、フィールド酸化
膜の膜厚を容易に厚く形成することができ、発生するM
IS容量は無視しうるほどわずかなものに過ぎないとい
う利点も生ずる。
ン領域の下にイオン注入法により、酸素などを導入して
高抵抗層を形成する方法と比較しても、フィールド酸化
膜の膜厚を容易に厚く形成することができ、発生するM
IS容量は無視しうるほどわずかなものに過ぎないとい
う利点も生ずる。
【0081】また、本発明によれば、いわゆるラテラル
・エピタキシャル成長や、等方的なエピタキシャル成長
などを積極的に利用することにより、フィールド絶縁膜
の上に所定のシリコン単結晶膜を形成することができ
る。
・エピタキシャル成長や、等方的なエピタキシャル成長
などを積極的に利用することにより、フィールド絶縁膜
の上に所定のシリコン単結晶膜を形成することができ
る。
【0082】ここで、フィールド酸化膜の形成方法とし
て、いわゆるSTI技術を用いれば、基板の表面を平滑
に維持することができ、シリコン単結晶膜のラテラル・
エピタキシャル成長を容易に実現することができるよう
になり、しかも、フィールド酸化膜の上に成長されたシ
リコン単結晶の結晶性も高品質なものとすることができ
る。その結果として、半導体装置の諸特性が改善される
とともに、信頼性も向上するという利点も生ずる。
て、いわゆるSTI技術を用いれば、基板の表面を平滑
に維持することができ、シリコン単結晶膜のラテラル・
エピタキシャル成長を容易に実現することができるよう
になり、しかも、フィールド酸化膜の上に成長されたシ
リコン単結晶の結晶性も高品質なものとすることができ
る。その結果として、半導体装置の諸特性が改善される
とともに、信頼性も向上するという利点も生ずる。
【0083】一方、本発明によれば、バイポーラ型トラ
ンジスタにおいて、外部ベース領域の主要部をフィール
ド酸化膜、すなわち素子間絶縁層の上に形成することに
より、ベース・コレクタ間の寄生容量を大幅に低減して
素子特性を大幅に改善することができる。
ンジスタにおいて、外部ベース領域の主要部をフィール
ド酸化膜、すなわち素子間絶縁層の上に形成することに
より、ベース・コレクタ間の寄生容量を大幅に低減して
素子特性を大幅に改善することができる。
【0084】さらに、この場合においても、フィールド
酸化膜の膜厚を厚く形成することができるので、発生す
るMIS容量を無視しうるほど低く抑制することができ
るという利点も生ずる。
酸化膜の膜厚を厚く形成することができるので、発生す
るMIS容量を無視しうるほど低く抑制することができ
るという利点も生ずる。
【0085】また、本発明によれば、同一の工程におい
て、フィールド酸化膜の上に、MOSトランジスタのソ
ース・ドレイン領域とバイポーラ型トランジスタの外部
ベース領域とを同時に形成することができ、それぞれの
素子の寄生容量が大幅に低減され、従来よりもはるかに
高性能なBi−CMOS素子を容易に製造することがで
きるようになる。
て、フィールド酸化膜の上に、MOSトランジスタのソ
ース・ドレイン領域とバイポーラ型トランジスタの外部
ベース領域とを同時に形成することができ、それぞれの
素子の寄生容量が大幅に低減され、従来よりもはるかに
高性能なBi−CMOS素子を容易に製造することがで
きるようになる。
【0086】以上説明したように、本発明によれば、従
来よりもはるかに高性能を有する半導体装置を比較的容
易な工程で製造することができるようになり、産業上の
メリットは多大である。
来よりもはるかに高性能を有する半導体装置を比較的容
易な工程で製造することができるようになり、産業上の
メリットは多大である。
【図1】本発明による半導体装置の構造を例示する概略
断面図である。
断面図である。
【図2】本発明によるMOSFETの製造工程の要部を
表す工程断面図である。
表す工程断面図である。
【図3】本発明によるMOSFETの製造工程の要部を
表す工程断面図である。
表す工程断面図である。
【図4】本発明によるMOSFETの第2の製造方法の
製造工程の要部を表す工程断面図である。
製造工程の要部を表す工程断面図である。
【図5】本発明によるMOSFETの第2の製造方法の
製造工程の要部を表す工程断面図である。
製造工程の要部を表す工程断面図である。
【図6】本発明によるバイポーラ型トランジスタの構造
を例示する概略断面図である。
を例示する概略断面図である。
【図7】本発明によるバイポーラ・トランジスタの製造
方法を表す要部工程断面図である。
方法を表す要部工程断面図である。
【図8】本発明によるBi−CMOS素子の構造を表す
概略断面図である。
概略断面図である。
【図9】本発明によるBi−CMOS素子の製造方法を
説明する概略工程断面図である。
説明する概略工程断面図である。
【図10】本発明によるBi−CMOS素子の製造方法
を説明する概略工程断面図である。
を説明する概略工程断面図である。
【図11】従来のMOSFETの構造を表す概略断面図
である。
である。
【図12】SOI構造を有するMOSFETの構造を表
す概略断面図である。
す概略断面図である。
【図13】従来のバイポーラ・トランジスタの構造を表
わす概略断面図である。
わす概略断面図である。
10、10B、10C、50A、50B、80 半導体
装置 11 半導体基板 11A 活性領域 12 フィールド酸化膜 13 シリコン単結晶層 14a ソース・ドレイン領域 14b LDD領域 14c シリサイド層 15 ゲート酸化膜 16 ゲート電極 17 絶縁層 18 層間絶縁層 19 電極 21 レジストマスク 24 エッチング・ストッパ層 60 コレクタ層 61 コレクタ領域 62 フィールド酸化膜 63 外部ベース領域 64 層間絶縁膜 66 内部ベース領域 67 サイドウォール・スペーサ 68 シリコン層 69 エミッタ領域 72 ベース電極 74 エミッタ電極 76 コレクタ電極 82 フィールド酸化膜
装置 11 半導体基板 11A 活性領域 12 フィールド酸化膜 13 シリコン単結晶層 14a ソース・ドレイン領域 14b LDD領域 14c シリサイド層 15 ゲート酸化膜 16 ゲート電極 17 絶縁層 18 層間絶縁層 19 電極 21 レジストマスク 24 エッチング・ストッパ層 60 コレクタ層 61 コレクタ領域 62 フィールド酸化膜 63 外部ベース領域 64 層間絶縁膜 66 内部ベース領域 67 サイドウォール・スペーサ 68 シリコン層 69 エミッタ領域 72 ベース電極 74 エミッタ電極 76 コレクタ電極 82 フィールド酸化膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 29/73
Claims (10)
- 【請求項1】第1導電型の半導体からなるソース領域
と、第1導電型の半導体からなるドレイン領域と、前記
ソース領域と前記ドレイン領域との間に設けられた第2
導電型の半導体からなるチャネル領域と、絶縁膜を介し
て前記チャネル領域上に形成されたゲートとを備えた半
導体装置であって、 前記ソース領域と前記ドレイン領域とは、それぞれ素子
分離絶縁層の上に形成されていることを特徴とする半導
体装置。 - 【請求項2】選択的に設けられた絶縁層と前記絶縁層に
よって絶縁分離された半導体領域とを表面に有する半導
体基板と、 前記半導体領域の上に形成され、MOSFETにおける
チャネル領域となる第1の半導体層と、 前記第1の半導体層から延在して前記絶縁層の上にそれ
ぞれ形成され、MOSFETにおけるソース領域及びド
レイン領域となる第2、第3の半導体層と、 を備えたことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項3】前記絶縁層は、STI法により形成された
ものであることを特徴とする請求項1又は2のいずれか
1つに記載の半導体装置。 - 【請求項4】半導体基板の表面に第1の絶縁層を選択的
に形成して第1導電型の活性領域を絶縁分離する工程
と、 選択的エピタキシャル成長法により前記活性領域の上に
単結晶シリコン層をエピタキシャル成長させるととも
に、前記単結晶シリコン層を前記半導体基板の前記表面
に対して略垂直な方向よりも略平行な方向に対して高い
速度で成長させて前記第1の絶縁層の上にそれぞれ延在
して形成する工程と、 前記活性領域上の前記単結晶シリコン層の上にゲート絶
縁膜とゲート電極とを加工形成する工程と、 前記第1の絶縁層の上にそれぞれ延在して形成した前記
単結晶シリコン層に第2導電型の不純物を導入してソー
ス領域とドレイン領域とを形成する工程と、 を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項5】半導体基板の表面に第1の絶縁層を選択的
に形成して第1導電型の活性領域を絶縁分離する工程
と、 前記第1の絶縁層の上に第2の絶縁層を選択的に形成す
る工程と、 選択的エピタキシャル成長法により、前記活性領域の表
面から単結晶シリコン層を等方的にエピタキシャル成長
させて前記第1の絶縁層の上にそれぞれ延在して形成す
る工程と、 前記単結晶シリコン層を前記第2の絶縁層の表面までエ
ッチング研磨する工程と、 前記活性領域上の前記単結晶シリコン層の上にゲート絶
縁膜とゲート電極とを加工形成する工程と、 前記第1の絶縁層の上にそれぞれ延在した前記単結晶シ
リコン層に第2導電型の不純物を導入してソース領域と
ドレイン領域とを形成する工程と、 を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項6】前記第1の絶縁層をSTI法により形成す
ることを特徴とする請求項4又は5のいずれか1つに記
載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項7】半導体基板に形成された第1導電型の半導
体層と、 前記半導体層の表面に選択的に形成された絶縁層と、 前記絶縁層により絶縁分離されたコレクタ領域の上に形
成された第2導電型の単結晶半導体層からなる内部ベー
ス領域と、 前記絶縁分離されたコレクタ領域の周囲の前記絶縁層の
上に形成され、前記内部ベース領域から延在した第2導
電型の単結晶半導体層からなる外部ベース領域と、 前記内部ベース領域内に形成された第1導電型のエミッ
タ領域と、 を備えたことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項8】半導体基板上に第1導電型のコレクタ層を
形成する工程と、 前記コレクタ層の表面に絶縁層を選択的に形成してコレ
クタ領域を絶縁分離する工程と、 前記コレクタ領域の上に内部ベース層を選択的にエピタ
キシャル成長させるとともに、前記内部ベース層を前記
絶縁層の上に延在させて外部ベース層を成長させる工程
と、 前記内部ベース層の表面に選択的に第1導電型の不純物
を導入することによりエミッタ領域を形成する工程と、 を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項9】半導体基板上に第1導電型のコレクタ層を
形成する工程と、 前記コレクタ層の表面に第1の絶縁層を選択的に形成し
てコレクタ領域を絶縁分離する工程と、 前記コレクタ領域の上に単結晶シリコン層を選択的にエ
ピタキシャル成長させるとともに、前記単結晶シリコン
層を前記第1の絶縁層の上に延在させ、第2導電型のベ
ース領域を形成する工程と、 前記単結晶シリコン層の上に第2の絶縁層を形成する工
程と、 前記第2の絶縁層に第1の開口を形成する工程と、 前記第1の開口の側面にサイドウォールを形成する工程
と、 前記サイドウォールで囲まれた開口内に第1導電型の不
純物を含んだシリコン層を堆積し、前記単結晶シリコン
層内に前記不純物を拡散させることにより前記単結晶シ
リコン層の表面部分に第1導電型のエミッタ領域を形成
する工程と、 を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項10】請求項1〜3のいずれか1つに記載のM
OSFETとしての半導体装置と、 請求項7に記載のバイポーラ・トランジスタとしての半
導体装置と、 を半導体基板上に混載してなる半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10113699A JPH11307771A (ja) | 1998-04-23 | 1998-04-23 | 半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10113699A JPH11307771A (ja) | 1998-04-23 | 1998-04-23 | 半導体装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11307771A true JPH11307771A (ja) | 1999-11-05 |
Family
ID=14618944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10113699A Pending JPH11307771A (ja) | 1998-04-23 | 1998-04-23 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11307771A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006527914A (ja) * | 2003-06-16 | 2006-12-07 | インフィネオン テクノロジーズ アクチエンゲゼルシャフト | 絶縁体上シリコン型構造およびその製造方法並びに集積回路 |
| JP2013074146A (ja) * | 2011-09-28 | 2013-04-22 | Fujitsu Semiconductor Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
-
1998
- 1998-04-23 JP JP10113699A patent/JPH11307771A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006527914A (ja) * | 2003-06-16 | 2006-12-07 | インフィネオン テクノロジーズ アクチエンゲゼルシャフト | 絶縁体上シリコン型構造およびその製造方法並びに集積回路 |
| JP2013074146A (ja) * | 2011-09-28 | 2013-04-22 | Fujitsu Semiconductor Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
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