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JP2000077419A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method thereof

Info

Publication number
JP2000077419A
JP2000077419A JP10245431A JP24543198A JP2000077419A JP 2000077419 A JP2000077419 A JP 2000077419A JP 10245431 A JP10245431 A JP 10245431A JP 24543198 A JP24543198 A JP 24543198A JP 2000077419 A JP2000077419 A JP 2000077419A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
semiconductor layer
insulating film
semiconductor
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
JP10245431A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroomi Nakajima
島 博 臣 中
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 JP10245431A priority Critical patent/JP2000077419A/en
Priority to US09/369,470 priority patent/US6331727B1/en
Publication of JP2000077419A publication Critical patent/JP2000077419A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Bipolar Transistors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 素子領域の縮小及び動作速度の高速化が可能
な半導体装置及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 コレクタ層に相当する素子領域(N型高
濃度不純物領域)104と、ベース領域に相当するP型
シリコン層105及びエミッタ領域に相当するN型シリ
コン層107とが自己整合的に形成されるため、これら
の間に合わせ余裕を持たせる必要がなく、素子面積の縮
小が可能である。また、従来の装置と異なり、エミッタ
電極112とベース電極113との間に寄生容量が殆ど
存在しないので、動作速度の高速化が達成される。
(57) Abstract: Provided are a semiconductor device capable of reducing an element region and increasing an operation speed, and a method for manufacturing the same. SOLUTION: An element region (N-type high-concentration impurity region) 104 corresponding to a collector layer, a P-type silicon layer 105 corresponding to a base region, and an N-type silicon layer 107 corresponding to an emitter region are formed in a self-aligned manner. Therefore, there is no need to provide an allowance between them, and the element area can be reduced. Further, unlike the conventional device, there is almost no parasitic capacitance between the emitter electrode 112 and the base electrode 113, so that the operation speed is increased.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、バイポーラトラン
ジスタを含む半導体装置及びその製造方法に関する。
The present invention relates to a semiconductor device including a bipolar transistor and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、コンピュータや光通信、各種アナ
ログ回路等の様々な応用分野において、バイポーラトラ
ンジスタ装置が用いられている。以下の文献等におい
て、エピタキシャル技術を導入したバイポーラトランジ
スタが提案されており、試作されたバイポーラトランジ
スタの遮断周波数は60GHzに到達しようとしてい
る。 (1) IEEE Trans on Electron Device, vol. ED-38,
Feb. 1991, 第378 頁 (2) IEDM'90,第13頁 (3) 特開平05−175222号公報 以下に、図3を用いて従来の装置の構造及びその製造方
法について説明する。図3(a)に示されたように、P
型半導体基板301の表面上にN+ 型埋め込み層302
を介して、シリコン酸化膜304により素子分離された
状態でN型エピタキシャル層303が形成されている。
このN型エピタキシャル層303がコレクタを形成する
素子領域に相当し、その表面上にボロンが導入されたP
型シリコン層305がエピタキシャル成長により形成さ
れる。
2. Description of the Related Art In recent years, bipolar transistor devices have been used in various application fields such as computers, optical communications, and various analog circuits. In the following literatures and the like, a bipolar transistor incorporating an epitaxial technique is proposed, and the cutoff frequency of a prototyped bipolar transistor is about to reach 60 GHz. (1) IEEE Trans on Electron Device, vol. ED-38,
Feb. 1991, p. 378 (2) IEDM'90, p. 13 (3) JP-A-05-175222 The structure of a conventional device and a method of manufacturing the same will be described below with reference to FIG. As shown in FIG.
N + type buried layer 302 on the surface of type semiconductor substrate 301
, An N-type epitaxial layer 303 is formed in a state where the elements are separated by a silicon oxide film 304.
This N-type epitaxial layer 303 corresponds to an element region for forming a collector, and the P-type with boron introduced on its surface.
Type silicon layer 305 is formed by epitaxial growth.

【0003】シリコン層305上におけるエミッタ・ベ
ース形成予定領域上に、熱酸化法によりシリコン酸化膜
306が形成される。シリコン酸化膜306及びシリコ
ン層305の表面上に、多結晶シリコン層307が形成
されている。この多結晶シリコン層307にボロンがイ
オン注入され、表面全体にCVD(Chemical Vapor Dep
osition )法によりシリコン酸化膜308及びシリコン
窒化膜309が順に形成される。写真蝕刻法及びホトエ
ッチング技術が用いられて、多結晶シリコン層307、
シリコン酸化膜308及びシリコン窒化膜309にホー
ル310が開口される。
[0003] A silicon oxide film 306 is formed on a silicon layer 305 on a region where an emitter / base is to be formed by a thermal oxidation method. Polysilicon layer 307 is formed on the surfaces of silicon oxide film 306 and silicon layer 305. Boron ions are implanted into the polycrystalline silicon layer 307, and the entire surface is subjected to CVD (Chemical Vapor Dep.
The silicon oxide film 308 and the silicon nitride film 309 are sequentially formed by the osition method. A photo-etching method and a photo-etching technique are used to form a polycrystalline silicon layer 307,
A hole 310 is opened in the silicon oxide film 308 and the silicon nitride film 309.

【0004】表面全体にシリコン窒化膜が被着され、異
方性エッチングによりエッチバックが行われる。これに
より、図3(b)に示されたようにホール310の側壁
にのみシリコン窒化膜311が残置される。NH4 F溶
液等が用いられてエッチングによりホール310の底面
のシリコン酸化膜306が除去され、シリコン層305
の表面が露出する。高濃度にヒ素が導入された多結晶シ
リコン層312が堆積され、熱処理工程を経てヒ素が拡
散され、N型エミッタ層313が形成される。ここで、
多結晶シリコン層307はベース電極として用いられ、
多結晶シリコン層312はエミッタ電極として用いられ
る。
[0004] A silicon nitride film is deposited on the entire surface, and is etched back by anisotropic etching. As a result, the silicon nitride film 311 is left only on the side wall of the hole 310 as shown in FIG. The silicon oxide film 306 on the bottom surface of the hole 310 is removed by etching using an NH 4 F solution or the like.
The surface of is exposed. A polycrystalline silicon layer 312 into which arsenic is introduced at a high concentration is deposited, arsenic is diffused through a heat treatment step, and an N-type emitter layer 313 is formed. here,
The polycrystalline silicon layer 307 is used as a base electrode,
The polycrystalline silicon layer 312 is used as an emitter electrode.

【0005】従来の装置は以上のような工程を経て製造
され、図3(c)に示されたような断面構造を有してい
た。
[0005] A conventional device is manufactured through the above-described steps and has a cross-sectional structure as shown in FIG.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の半導体
装置には次のような問題があった。コレクタ領域として
のN型エピタキシャル層303とエミッタ領域313と
は自己整合的に形成されておらず、写真蝕刻法により合
わせられている。また、ベース領域としてのシリコン層
305には保護膜としてシリコン酸化膜306が必要で
あるが、このシリコン酸化膜306とエピタキシャル層
303との間も自己整合的に形成されていない。
However, the conventional semiconductor device has the following problems. The N-type epitaxial layer 303 as a collector region and the emitter region 313 are not formed in a self-aligned manner, but are combined by photolithography. In addition, the silicon layer 305 as the base region requires a silicon oxide film 306 as a protective film, but the silicon oxide film 306 and the epitaxial layer 303 are not formed in a self-aligned manner.

【0007】従って、従来はシリコン酸化膜306とコ
レクタ領域としてのエピタキシャル層303との間、さ
らにシリコン酸化膜306とエミッタ領域313との間
に合わせ余裕が必要であり、素子領域の増加を招いてい
た。また、図3(d)に示されたように、エミッタ電極
312とベース電極307との間にシリコン酸化膜30
8及びシリコン窒化膜309、あるいはシリコン窒化膜
311から成る側壁が存在するため、ベース・エミッタ
間の容量C1、C2が増加して高速動作の妨げとなって
いた。
Therefore, conventionally, a margin is required between the silicon oxide film 306 and the epitaxial layer 303 as a collector region, and further, between the silicon oxide film 306 and the emitter region 313, so that the element region is increased. . Further, as shown in FIG. 3D, a silicon oxide film 30 is provided between the emitter electrode 312 and the base electrode 307.
8 and the silicon nitride film 309 or the silicon nitride film 311, the capacitances C1 and C2 between the base and the emitter increase, which hinders high-speed operation.

【0008】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、素子領域の縮小及び動作速度の高速化が可能な半導
体装置及びその製造方法を提供することを目的とする、
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a semiconductor device capable of reducing an element region and increasing an operation speed, and a method of manufacturing the same.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
半導体基板上の素子分離領域に形成された第1の絶縁膜
と、前記半導体基板上の素子領域に形成され、前記第1
の絶縁膜より表面の高さが高い第1導電型のコレクタ層
と、前記第1の絶縁膜及び前記コレクタ層の表面に形成
された第2導電型の第1の半導体層と、前記第1の絶縁
膜上に位置する前記第1の半導体層の表面上に形成され
た第2の絶縁膜と、前記コレクタ層上に位置する前記第
1の半導体層の表面上に形成された第1導電型の第2の
半導体層とを備えたことを特徴としている。
According to the present invention, there is provided a semiconductor device comprising:
A first insulating film formed in an element isolation region on a semiconductor substrate, and a first insulating film formed in an element region on the semiconductor substrate;
A collector layer of a first conductivity type having a surface height higher than that of the first insulation film; a first semiconductor layer of a second conductivity type formed on the surfaces of the first insulation film and the collector layer; A second insulating film formed on the surface of the first semiconductor layer located on the first insulating layer; and a first conductive film formed on the surface of the first semiconductor layer located on the collector layer. And a second semiconductor layer of a mold type.

【0010】ここで、前記第1の半導体層がシリコンよ
りバンドギャップが小さいヘテロ材料を含む単結晶シリ
コンを用いて形成され、前記第2の半導体層がシリコン
よりバンドギャップが大きいヘテロ材料を含む単結晶シ
リコンを用いて形成されている場合には、ヘテロ接合ト
ランジスタが構成される。
Here, the first semiconductor layer is formed using single crystal silicon containing a hetero material having a band gap smaller than silicon, and the second semiconductor layer is formed using a single crystal silicon containing a hetero material having a band gap larger than silicon. When formed using crystalline silicon, a heterojunction transistor is formed.

【0011】本発明の半導体装置の製造方法は、半導体
基板上の素子領域に第1導電型のコレクタ層を形成する
工程と、前記半導体基板上の前記コレクタ層以外の領域
に、前記コレクタ層よりも表面の高さが低くなるように
第1の絶縁膜を形成する工程と、前記コレクタ層及び前
記第1の絶縁膜の表面に非選択エピタキシャル成長によ
り第2導電型の第1の半導体層を形成する工程と、前記
第1の半導体層の表面上に第2の絶縁膜を堆積し、この
第2の絶縁膜にエッチングを行って前記コレクタ領域に
対応する部分を除去し前記第1の半導体層の表面を露出
する工程と、前記第1の半導体層における表面が露出し
た領域上に選択エピタキシャル成長により選択的に第1
導電型の第2の半導体層を形成する工程とを備えたこと
を特徴としている。
In a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a step of forming a collector layer of a first conductivity type in an element region on a semiconductor substrate; Forming a first insulating film so that the height of the surface is reduced, and forming a first semiconductor layer of the second conductivity type on the surfaces of the collector layer and the first insulating film by non-selective epitaxial growth. And depositing a second insulating film on the surface of the first semiconductor layer, etching the second insulating film to remove a portion corresponding to the collector region, and removing the first semiconductor layer. Exposing the surface of the first semiconductor layer and selectively growing the first semiconductor layer on the exposed surface of the first semiconductor layer by selective epitaxial growth.
Forming a conductive type second semiconductor layer.

【0012】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
半導体基板上に第1の絶縁膜を形成し、コレクタ形成領
域にホールを開口する工程と、前記ホールを埋めるよう
に第1導電型の半導体層を堆積し、前記第1の絶縁膜よ
りも表面の高さが高いコレクタ層を形成する工程と、前
記コレクタ層及び前記第1の絶縁膜の表面に非選択エピ
タキシャル成長により第2導電型の第1の半導体層を形
成する工程と、前記第1の半導体層の表面上に第2の絶
縁膜を堆積し、この第2の絶縁膜にエッチングを行って
前記コレクタ領域に対応する部分を除去し前記第1の半
導体層の表面を露出する工程と、前記第1の半導体層に
おける表面が露出した領域上に選択エピタキシャル成長
により選択的に第1導電型の第2の半導体層を形成する
工程とを備えている。
Further, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention
Forming a first insulating film on a semiconductor substrate, opening a hole in a collector formation region, and depositing a semiconductor layer of a first conductivity type so as to fill the hole; Forming a collector layer having a high height, forming a first semiconductor layer of a second conductivity type on a surface of the collector layer and the surface of the first insulating film by non-selective epitaxial growth, Depositing a second insulating film on the surface of the semiconductor layer, etching the second insulating film to remove a portion corresponding to the collector region, and exposing the surface of the first semiconductor layer; Selectively forming a second semiconductor layer of the first conductivity type by selective epitaxial growth on a region of the first semiconductor layer where the surface is exposed.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明のー実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0014】本発明の第1の実施の形態による半導体装
置の断面構造及びその製造方法を図1に示す。図1
(a)に示されたように、P型半導体基板101にN+
型高濃度不純物層102が形成され、その表面上に不純
物濃度が約1×1016cm-3のN型低濃度不純物層104
がエピタキシャル成長が行われて形成される。さらに、
不純物層104に対してトレンチ技術を用いてトレンチ
が素子分離領域に形成され、そのトレンチが選択的埋め
込み技術が用いられてシリコン酸化膜103で埋め込ま
れる。ここで、不純物層102は図示されていないコレ
クタコンタクト部に接続されているので、不純物層10
4はコレクタの一部を構成する。
FIG. 1 shows a cross-sectional structure of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same. FIG.
As shown in (a), the P-type semiconductor substrate 101 has N +
N-type low-concentration impurity layer 104 having an impurity concentration of about 1 × 10 16 cm −3 is formed on the surface thereof.
Is formed by epitaxial growth. further,
A trench is formed in the element isolation region for the impurity layer 104 using a trench technique, and the trench is filled with the silicon oxide film 103 using a selective filling technique. Here, since the impurity layer 102 is connected to a not-shown collector contact portion, the impurity layer 10
4 constitutes a part of the collector.

【0015】図1(b)に示されたように、露出してい
るシリコン酸化膜103の表面がエッチング技術により
除去され、不純物層104の側面が露出される。さら
に、NH4 F溶液等が用いられて約1000オングスト
ローム程エッチングが続行され、不純物層104とシリ
コン酸化膜103との間に段差が設けられる。
As shown in FIG. 1B, the exposed surface of the silicon oxide film 103 is removed by an etching technique, and the side surface of the impurity layer 104 is exposed. Further, etching is continued for about 1000 angstroms using an NH 4 F solution or the like, and a step is provided between the impurity layer 104 and the silicon oxide film 103.

【0016】図1(c)に示されたように、非選択エピ
タキシャル成長法が用いられて表面全体に膜厚が700
オングストローム程度でボロンの不純物濃度が約4×1
18cm-3であるP型シリコン層105が形成される。こ
のシリコン層105がベース領域に相当する。シリコン
層105の表面上にCVD法によりシリコン酸化膜10
6が約5000オングストロームの膜厚で形成され、不
純物層104上に位置するシリコン層105の表面が露
出するまでエッチバックが行われる。
As shown in FIG. 1C, a non-selective epitaxial growth method is used to form a film having a thickness of 700 over the entire surface.
Approximately angstrom and boron impurity concentration of about 4 × 1
A P-type silicon layer 105 of 0 18 cm -3 is formed. This silicon layer 105 corresponds to a base region. A silicon oxide film 10 is formed on the surface of the silicon layer 105 by CVD.
6 is formed to a thickness of about 5000 angstroms, and etch back is performed until the surface of the silicon layer 105 located on the impurity layer 104 is exposed.

【0017】図1(d)のように、露出したシリコン層
105の表面上にのみ、選択エピタキシャル成長法が用
いられて選択的にN型シリコン層107が形成される。
このシリコン層107は膜厚が約2000オングストロ
ームであり、不純物濃度が約1×1020cm-3となるよう
にヒ素が高濃度に導入されており、エミッタ層に相当す
る。
As shown in FIG. 1D, an N-type silicon layer 107 is selectively formed only on the exposed surface of the silicon layer 105 by using a selective epitaxial growth method.
The silicon layer 107 has a thickness of about 2000 angstroms, and arsenic is introduced at a high concentration so as to have an impurity concentration of about 1 × 10 20 cm −3, and corresponds to an emitter layer.

【0018】表面全体に、シリコン窒化膜108が約2
000オングストロームの膜厚でCVD法によって被着
される。異方性エッチングによりエッチバックが行わ
れ、シリコン窒化膜108がシリコン層107の側壁部
に残置する。シリコン層107とシリコン窒化膜108
とがマスクとなって、シリコン酸化膜106にエッチン
グが行われ、シリコン酸化膜103上に位置するシリコ
ン層105の表面が露出する。次に、シリコン層105
及び107の露出した表面に金属シリサイド化が行わ
れ、例えばチタンシリサイド(Ti Si 2 )膜109及
び110が形成される。これにより、ベース領域となる
シリコン層105及びエミッタ層107の表面の抵抗が
低減される。
A silicon nitride film 108 is coated on the entire surface by about 2
Deposited by CVD with a thickness of 000 Å. Etchback is performed by anisotropic etching, and the silicon nitride film 108 is left on the side wall of the silicon layer 107. Silicon layer 107 and silicon nitride film 108
Is used as a mask to etch silicon oxide film 106, exposing the surface of silicon layer 105 located on silicon oxide film 103. Next, the silicon layer 105
And 107 are exposed to metal silicide to form, for example, titanium silicide (TiSi 2 ) films 109 and 110. Thereby, the resistance of the surfaces of the silicon layer 105 and the emitter layer 107 that become the base region is reduced.

【0019】図1(e)のように、表面全体にCVD法
によりシリコン酸化膜が堆積され、エミッタ領域として
のシリコン層107の表面上と、ベース領域としてのシ
リコン層105上とに対してコンタクトホールが開口さ
れる。表面全体にスパッタリング法によりアルミニウム
が堆積され、写真蝕刻法及びエッチング法が用いられて
パターニングが行われ、エミッタ電極配線112及びベ
ース電極配線113が形成され、バイポーラトランジス
タが構成される。
As shown in FIG. 1E, a silicon oxide film is deposited on the entire surface by the CVD method, and a contact is made between the surface of the silicon layer 107 as an emitter region and the silicon layer 105 as a base region. A hole is opened. Aluminum is deposited on the entire surface by a sputtering method, patterning is performed using a photolithography method and an etching method, and an emitter electrode wiring 112 and a base electrode wiring 113 are formed, thereby forming a bipolar transistor.

【0020】このように本実施の形態によれば、素子領
域となる不純物層104の表面上を含めて非選択エピタ
キシャル成長によりベース領域となるシリコン層105
が形成され、さらに選択エピタキシャル成長によりエミ
ッタ領域となるシリコン層107が形成される。これに
より、素子領域に対して自己整合的にベース領域及びエ
ミッタ領域を形成することができ、合わせ余裕が不要で
あるため素子面積の縮小が可能である。さらに、図3
(d)に示されたエミッタ電極312とベース電極30
7との間に容量C1及びC2が寄生する従来の装置と異
なり、本実施の形態ではこのような寄生容量が殆ど存在
せず、動作の高速化に寄与することができる。
As described above, according to the present embodiment, the silicon layer 105 serving as the base region is formed by non-selective epitaxial growth including the surface of the impurity layer 104 serving as the element region.
Is formed, and a silicon layer 107 to be an emitter region is formed by selective epitaxial growth. As a result, the base region and the emitter region can be formed in a self-aligned manner with respect to the element region, and the area of the element can be reduced since no alignment margin is required. Further, FIG.
The emitter electrode 312 and the base electrode 30 shown in FIG.
Unlike the conventional device in which the capacitances C1 and C2 are parasitic between the first and second capacitors 7, such a parasitic capacitance hardly exists in the present embodiment, which can contribute to an increase in operation speed.

【0021】次に、本発明の第2の実施の形態について
図2を用いて説明する。上記第1の実施の形態は、N+
型高濃度不純物層102上にN型低濃度不純物層104
が形成された後、素子分離領域にトレンチ溝が形成さ
れ、シリコン酸化膜103が埋め込まれる。そして、シ
リコン酸化膜103にエッチングが行われて、不純物層
104とシリコン酸化膜103との間に段差が形成され
る。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the first embodiment, N +
N-type low concentration impurity layer 104 on N-type high concentration impurity layer 102
Is formed, a trench is formed in the element isolation region, and the silicon oxide film 103 is buried. Then, the silicon oxide film 103 is etched, so that a step is formed between the impurity layer 104 and the silicon oxide film 103.

【0022】これに対し第2の実施の形態では、図2
(a)に示されたように、N+ 型高濃度不純物層102
上にシリコン酸化膜201がCVD法により堆積され
る。このシリコン酸化膜201に対して写真蝕刻法及び
エッチング法が用いられてホール202が形成される。
On the other hand, in the second embodiment, FIG.
As shown in (a), the N + type high concentration impurity layer 102
A silicon oxide film 201 is deposited thereon by a CVD method. A hole 202 is formed in the silicon oxide film 201 by using a photolithography method and an etching method.

【0023】図2(b)に示されたように、選択エピタ
キシャル成長法が用いられ、ホール202の底面に露出
した不純物層102の表面上にのみ選択的にN型低濃度
不純物層203が形成される。この工程において、シリ
コン酸化膜201よりも不純物層203の膜厚が厚く段
差が付くように不純物層203が形成される。この後の
図2(c)から図2(e)に至る工程は、上記第1の実
施の形態と同様であり、説明を省略する。
As shown in FIG. 2B, an N-type low-concentration impurity layer 203 is selectively formed only on the surface of the impurity layer 102 exposed at the bottom of the hole 202 by using a selective epitaxial growth method. You. In this step, impurity layer 203 is formed such that impurity layer 203 is thicker than silicon oxide film 201 and has a step. The subsequent steps from FIG. 2 (c) to FIG. 2 (e) are the same as in the above-described first embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0024】素子領域に対して自己整合的にベース領域
及びエミッタ領域を形成するためには、N型低濃度不純
物層104とシリコン酸化膜103との間に段差を設け
ることが重要である。上記第1の実施の形態では、シリ
コン酸化膜103に対するエッチング量を時間で制御す
る必要があり、所望の高さの段差を付けることにやや困
難性がある。これに対し、第2の実施の形態ではホール
202の底面に非選択エピタキシャル成長を行って堆積
するシリコン層202の膜厚を制御することで段差を付
ければよいので、第1の実施の形態より制御性に優れて
いる。
In order to form the base region and the emitter region in a self-aligned manner with respect to the element region, it is important to provide a step between the N-type low concentration impurity layer 104 and the silicon oxide film 103. In the first embodiment, it is necessary to control the amount of etching of the silicon oxide film 103 with time, and it is somewhat difficult to form a step having a desired height. On the other hand, in the second embodiment, a step may be formed by controlling the film thickness of the silicon layer 202 deposited by performing non-selective epitaxial growth on the bottom surface of the hole 202. Excellent in nature.

【0025】上述した実施の形態はいずれもー例であ
り、本発明を限定するものではない。例えば、上記実施
の形態における各膜の材料や膜厚、形成法等は必要に応
じて変形が可能である。
The above-described embodiments are merely examples, and do not limit the present invention. For example, the material, thickness, forming method, and the like of each film in the above embodiment can be modified as needed.

【0026】また、シリコン層105及び107の表面
を低抵抗化する必要がない場合は、シリコン層107の
側面に絶縁膜による側壁を形成しなくともよい。
When it is not necessary to reduce the resistance of the surfaces of the silicon layers 105 and 107, it is not necessary to form the side wall of the insulating layer on the side surface of the silicon layer 107.

【0027】さらに、ベース領域として形成されるシリ
コン層105を、シリコンよりバンドギャップが小さい
材料、例えばGeを含有する単結晶シリコンを用いて形
成し、エミッタ領域として形成されるシリコン層107
を、シリコンよりバンドギャップが大きい材料、例えば
Cを含有するシリコンを用いて形成することで、高周波
特性に優れたヘテロ接合トランジスタを得ることも可能
である。
Further, a silicon layer 105 formed as a base region is formed using a material having a smaller band gap than silicon, for example, single crystal silicon containing Ge, and a silicon layer 107 formed as an emitter region is formed.
Is formed using a material having a larger band gap than silicon, for example, silicon containing C, it is also possible to obtain a heterojunction transistor having excellent high-frequency characteristics.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置及びその製造方法によれば、コレクタ層に対して自己
整合的に第1及び第2の半導体層が形成され、合わせ余
裕が不要であることから素子面積の縮小が可能である。
As described above, according to the semiconductor device and the method of manufacturing the same of the present invention, the first and second semiconductor layers are formed in a self-aligned manner with respect to the collector layer, and no alignment margin is required. As a result, the element area can be reduced.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態による半導体装置の
断面構造及びその製造方法を示す工程別縦断面図。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a sectional structure of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention and a method for fabricating the same, in each step.

【図2】本発明の第2の実施の形態による半導体装置の
断面構造及びその製造方法を示す工程別縦断面図。
FIGS. 2A and 2B are longitudinal sectional views illustrating a sectional structure of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same; FIGS.

【図3】従来の半導体装置の断面構造及びその製造方法
を示す工程別縦断面図。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a sectional structure of a conventional semiconductor device and a method of manufacturing the same, showing steps by process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 P型半導体基板 102 N+ 型高濃度不純物層 103、111、201 シリコン酸化膜 104、203 N型低濃度不純物層 105 P型シリコン層(ベース領域) 106 シリコン酸化膜 107 N型シリコン層(エミッタ領域) 108 シリコン窒化膜(側壁) 109、110 チタンシリサイド膜 112 エミッタ電極配線 113 ベース電極配線 202 ホールReference Signs List 101 P-type semiconductor substrate 102 N + type high concentration impurity layer 103, 111, 201 Silicon oxide film 104, 203 N-type low concentration impurity layer 105 P-type silicon layer (base region) 106 Silicon oxide film 107 N-type silicon layer (emitter Region) 108 Silicon nitride film (sidewall) 109, 110 Titanium silicide film 112 Emitter electrode wiring 113 Base electrode wiring 202 Hole

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板上の素子分離領域に形成された
第1の絶縁膜と、 前記半導体基板上の素子領域に形成され、前記第1の絶
縁膜より表面の高さが高い第1導電型のコレクタ層と、 前記第1の絶縁膜及び前記コレクタ層の表面に形成され
た第2導電型の第1の半導体層と、 前記第1の絶縁膜上に位置する前記第1の半導体層の表
面上に形成された第2の絶縁膜と、 前記コレクタ層上に位置する前記第1の半導体層の表面
上に形成された第1導電型の第2の半導体層と、 を備えたことを特徴とする半導体装置。
A first insulating film formed in an element isolation region on a semiconductor substrate; and a first conductive film formed in an element region on the semiconductor substrate and having a surface height higher than that of the first insulating film. Type collector layer; a second conductive type first semiconductor layer formed on the surface of the first insulating film and the collector layer; and the first semiconductor layer located on the first insulating film A second insulating film formed on the surface of the first semiconductor layer, and a second semiconductor layer of the first conductivity type formed on the surface of the first semiconductor layer located on the collector layer. A semiconductor device characterized by the above-mentioned.
【請求項2】前記第1の半導体層はシリコンよりバンド
ギャップが小さいヘテロ材料を含む単結晶シリコンを用
いて形成され、前記第2の半導体層はシリコンよりバン
ドギャップが大きいヘテロ材料を含む単結晶シリコンを
用いて形成されていることを特徴とする請求項1記載の
半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first semiconductor layer is formed using single crystal silicon including a hetero material having a band gap smaller than that of silicon, and the second semiconductor layer is formed using a single crystal silicon including a hetero material having a band gap larger than silicon. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is formed using silicon.
【請求項3】半導体基板上の素子領域に第1導電型のコ
レクタ層を形成する工程と、 前記半導体基板上の前記コレクタ層以外の領域に、前記
コレクタ層よりも表面の高さが低くなるように第1の絶
縁膜を形成する工程と、 前記コレクタ層及び前記第1の絶縁膜の表面に非選択エ
ピタキシャル成長により第2導電型の第1の半導体層を
形成する工程と、 前記第1の半導体層の表面上に第2の絶縁膜を堆積し、
この第2の絶縁膜にエッチングを行って前記コレクタ領
域に対応する部分を除去し前記第1の半導体層の表面を
露出する工程と、 前記第1の半導体層における表面が露出した領域上に選
択エピタキシャル成長により選択的に第1導電型の第2
の半導体層を形成する工程と、 を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. A step of forming a first conductivity type collector layer in an element region on a semiconductor substrate, wherein a surface height is lower than that of the collector layer in a region other than the collector layer on the semiconductor substrate. Forming a first insulating film, forming a first semiconductor layer of a second conductivity type on the surfaces of the collector layer and the first insulating film by non-selective epitaxial growth, Depositing a second insulating film on the surface of the semiconductor layer;
Etching the second insulating film to remove a portion corresponding to the collector region to expose the surface of the first semiconductor layer; and selecting a portion on the surface of the first semiconductor layer where the surface is exposed. The second of the first conductivity type is selectively formed by epitaxial growth.
Forming a semiconductor layer according to claim 1. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項4】半導体基板上に第1の絶縁膜を形成し、コ
レクタ形成領域にホールを開口する工程と、 前記ホールを埋めるように第1導電型の半導体層を堆積
し、前記第1の絶縁膜よりも表面の高さが高いコレクタ
層を形成する工程と、 前記コレクタ層及び前記第1の絶縁膜の表面に非選択エ
ピタキシャル成長により第2導電型の第1の半導体層を
形成する工程と、 前記第1の半導体層の表面上に第2の絶縁膜を堆積し、
この第2の絶縁膜にエッチングを行って前記コレクタ領
域に対応する部分を除去し前記第1の半導体層の表面を
露出する工程と、 前記第1の半導体層における表面が露出した領域上に選
択エピタキシャル成長により選択的に第1導電型の第2
の半導体層を形成する工程と、 を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. A step of forming a first insulating film on a semiconductor substrate and opening a hole in a collector formation region; depositing a first conductivity type semiconductor layer so as to fill the hole; A step of forming a collector layer having a surface height higher than that of an insulating film; and a step of forming a first semiconductor layer of a second conductivity type on the surfaces of the collector layer and the first insulating film by non-selective epitaxial growth. Depositing a second insulating film on a surface of the first semiconductor layer;
Etching the second insulating film to remove a portion corresponding to the collector region to expose the surface of the first semiconductor layer; and selecting a portion on the surface of the first semiconductor layer where the surface is exposed. The second of the first conductivity type is selectively formed by epitaxial growth.
Forming a semiconductor layer according to claim 1. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
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