[go: up one dir, main page]

JP2001189321A - Lateral heterobipolar transistor and manufacturing method thereof - Google Patents

Lateral heterobipolar transistor and manufacturing method thereof

Info

Publication number
JP2001189321A
JP2001189321A JP2000316325A JP2000316325A JP2001189321A JP 2001189321 A JP2001189321 A JP 2001189321A JP 2000316325 A JP2000316325 A JP 2000316325A JP 2000316325 A JP2000316325 A JP 2000316325A JP 2001189321 A JP2001189321 A JP 2001189321A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor layer
layer
lateral
bipolar transistor
manufacturing
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.)
Withdrawn
Application number
JP2000316325A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichiro Yuki
康一郎 幸
Minoru Kubo
実 久保
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2000316325A priority Critical patent/JP2001189321A/en
Publication of JP2001189321A publication Critical patent/JP2001189321A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Weting (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 寄生容量や寄生抵抗が小さく、内部ベース層
の低抵抗化が可能なヘテロバイポーラトランジスタ及び
その製造方法を提供する。 【解決手段】 Si基板150、BOX層151、及び
半導体層152を積層したいわゆるSOI構造となって
いる。そして、半導体層152には、シリコンからなる
コレクタ101と、コレクタ101を囲むSiGeC/
Si層102と、n型ポリシリコンからなるエミッタ1
03と、外部ベース層104とを備えている。内部ベー
ス層102aはSi1-x Gexy 層によって構成され
ている。ヘテロ接合を利用して、内部ベース層の低抵抗
化を可能とし、かつ、エピタキシャル成長により形成さ
れたSi1-x Gexy 層からなる内部ベース層におけ
る不純物の拡散を抑制することができる。
Abstract: PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hetero bipolar transistor having a small parasitic capacitance and a small parasitic resistance and capable of lowering the resistance of an internal base layer, and a method of manufacturing the same. A so-called SOI structure in which a Si substrate, a BOX layer, and a semiconductor layer are stacked. The semiconductor layer 152 includes a collector 101 made of silicon and a SiGeC /
Si layer 102 and emitter 1 made of n-type polysilicon
03 and an external base layer 104. Internal base layer 102a is composed of Si 1-x Ge x C y layer. Utilizing the heterojunction, it possible to reduce the resistance of the internal base layer, and it is possible to suppress the diffusion of the impurity in the intrinsic base layer formed of Si 1-x Ge x C y layer which is formed by epitaxial growth.

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、横型ヘテロバイポ
ーラトランジスタ及びその製造方法に関し、特にSOI
(Silicon on Insulator)等の絶縁性基板上に形成され
たSi/Si1-xGex Si/Si1-x-y Gexy
のヘテロ構造を用いたものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lateral hetero-bipolar transistor and a method of manufacturing the same, and more particularly, to an SOI.
About those using (Silicon on Insulator) heterostructure Si / Si 1-x Ge x Si / Si 1-xy Ge x C y or the like formed on an insulating substrate such as.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、絶縁層の上にシリコン層を積
層してなるSOI(Silicon on Insulator)基板上に、
CMOSデバイスやバイポーラトランジスタを形成する
ことにより、トランジスタの動作電圧の低電圧化、完全
な素子間の分離、寄生容量の低減などを図り、トランジ
スタの優れた特性を得るための技術が提案されている。
特に、高周波信号を取り扱う通信機器の送受信部では、
アナログ回路とデジタル回路との間のクロストークが問
題となるが、SOI基板を用いることにより、従来の技
術よりも大幅なクロストークの除去を期待することがで
きる。
2. Description of the Related Art Conventionally, an SOI (Silicon on Insulator) substrate formed by stacking a silicon layer on an insulating layer has been developed.
By forming a CMOS device or a bipolar transistor, a technique has been proposed for achieving low transistor operating voltage, complete isolation between elements, reduction of parasitic capacitance, and the like, and obtaining excellent characteristics of the transistor. .
In particular, in the transmitting / receiving section of communication equipment that handles high-frequency signals,
Crosstalk between an analog circuit and a digital circuit poses a problem. However, by using an SOI substrate, it is expected that crosstalk can be significantly removed as compared with the related art.

【0003】一方、最近では、シリコンプロセスを用い
た技術では難しいとされていた高周波の周波数領域で動
作できる素子として、Si/SiGe等のヘテロ構造を
用いたヘテロバイポーラトランジスタが実用化されてい
る。これらは、ベースのバンドギャップがエミッタのバ
ンドギャップよりも小さなヘテロ構造を用いることによ
り、ベースからエミッタへのキャリアの逆注入が抑えら
れるためにベースの不純物濃度をSiホモ接合型バイポ
ーラトランジスタよりも高くしてベースの抵抗を小さく
できるなど、Siホモ接合型バイポーラトランジスタに
比べて優れた特性が得られる。
On the other hand, recently, a hetero-bipolar transistor using a heterostructure such as Si / SiGe has been put into practical use as an element which can operate in a high-frequency range, which has been considered difficult with technology using a silicon process. These use a heterostructure in which the bandgap of the base is smaller than the bandgap of the emitter, so that the back injection of carriers from the base to the emitter is suppressed, so that the impurity concentration of the base is higher than that of the Si homojunction bipolar transistor. As a result, excellent characteristics can be obtained as compared with the Si homojunction type bipolar transistor, such as the base resistance can be reduced.

【0004】また、近年のシステム・オン・チップの要
求に伴うBiCMOS技術においては、CMOSデバイ
スとバイポーラトランジスタを同一チップ上に形成する
ことが要求されてきている。しかし、バイポーラトラン
ジスタをSOI基板上に形成しようとすると、従来の縦
型バイポーラトランジスタの構造ではシリコン層の厚さ
をある程度厚くする必要がある一方、CMOSデバイス
についてはシリコン層を薄くすることが高速動作やリー
ク電流を抑えるために必要である。しかし、CMOSデ
バイス領域とバイポーラトランジスタ領域とで厚みが互
いに異なるシリコン層を設けることは、工程の複雑化を
招くことになる。
In addition, in the BiCMOS technology accompanying the recent demand for a system-on-chip, it is required to form a CMOS device and a bipolar transistor on the same chip. However, when a bipolar transistor is to be formed on an SOI substrate, it is necessary to increase the thickness of the silicon layer to some extent in the structure of the conventional vertical bipolar transistor. And it is necessary to suppress leakage current. However, providing a silicon layer having different thicknesses in the CMOS device region and the bipolar transistor region complicates the process.

【0005】そこで、バイポーラトランジスタ領域にお
いても、CMOSデバイス領域と同じ厚みのシリコン層
を用いるための工夫として、SOI基板上に横型ヘテロ
バイポーラトランジスタを形成しようとする提案がなさ
れている。すなわち、横型ヘテロバイポーラトランジス
タ構造を採用することにより、両領域で共通の厚みのシ
リコン層を用いることが可能になり、工程の大幅な簡略
化が可能となる。また、横型ヘテロバイポーラトランジ
スタ構造にすることにより、SOI基板を用いて形成さ
れた縦型バイポーラトランジスタよりもさらに寄生抵抗
が小さくなり、高速動作に関しても有利であるとの報告
もある。
Therefore, a proposal has been made to form a lateral hetero-bipolar transistor on an SOI substrate in order to use a silicon layer having the same thickness as that of the CMOS device region also in the bipolar transistor region. That is, by adopting the lateral hetero bipolar transistor structure, a silicon layer having a common thickness can be used in both regions, and the process can be greatly simplified. In addition, there is a report that the use of a lateral hetero bipolar transistor structure has a smaller parasitic resistance than a vertical bipolar transistor formed using an SOI substrate, and is advantageous for high-speed operation.

【0006】図10(a),(b)は、このような横型
ヘテロバイポーラトランジスタの試みの一例である文献
(A 31GHz fmax Lateral BJT on SOI Using Self-Algin
ed External Base Formation Technology: T.Shino et.
al. 1998 IEEE)に開示されているSOI上に設けられ
た横型ヘテロバイポーラトランジスタの平面図及び断面
図である。同図に示すように、横型ヘテロバイポーラト
ランジスタは、シリコン酸化膜からなるBOX層100
1及びシリコン層1009を含むSOI基板上に形成さ
れている。SOI基板を用いることにより、トランジス
タの動作領域の寄生容量を低減することができる。シリ
コン層1009の厚さは0.1μmである。シリコン層
1009には、ボロン(B)がドープされている短冊状
のp型の内部ベース層1004と、内部ベース層100
4の両端の短辺部に接続され、内部ベース層1004よ
りも高濃度のボロン(B)がドープされた2つの外部ベ
ース層1006と、内部ベース層1004の長辺部を挟
んで設けられたn型のエミッタ1005及びコレクタ1
002とを備えている。エミッタ1005には、高濃度
のヒ素(As)がドープされ、コレクタ1002には不
均一な濃度のヒ素がドープされている。すなわち、コレ
クタ1002においては、内部ベース層1004及び外
部ベース層1006に近い部分では耐圧を上げるために
ヒ素濃度が低くなっており、内部ベース層1004及び
外部ベース層1006から離れるに従いヒ素濃度が高く
なるようなレトログレード構造となっている。また、ベ
ース電極,エミッタ電極,コレクタ電極同士の間の寄生
容量が小さくなるように、外部べー層1006,エミッ
タ1005及びコレクタ1002の電極形成部は、互い
にできるだけ離れるように、各領域の外方側の先端に設
けられている。同文献には、このような横型ヘテロバイ
ポーラトランジスタにより、31GHzという最大発振
周波数fmax が得られたことが報告されている。
FIGS. 10 (a) and 10 (b) show a literature (A 31 GHz f max Lateral BJT on SOI Using Self-Algin) which is an example of an attempt of such a lateral hetero bipolar transistor.
ed External Base Formation Technology: T. Shino et.
al. 1998 IEEE) is a plan view and a cross-sectional view of a lateral hetero-bipolar transistor provided on an SOI disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-163, 1988. As shown in the figure, the lateral hetero bipolar transistor has a BOX layer 100 made of a silicon oxide film.
1 and a silicon layer 1009 are formed on an SOI substrate. With the use of an SOI substrate, parasitic capacitance in an operation region of a transistor can be reduced. The thickness of the silicon layer 1009 is 0.1 μm. The silicon layer 1009 includes a strip-shaped p-type internal base layer 1004 doped with boron (B) and an internal base layer 100.
4, two external base layers 1006 doped with boron (B) at a higher concentration than the internal base layer 1004, and provided on both sides of the long side of the internal base layer 1004. n-type emitter 1005 and collector 1
002. Emitter 1005 is doped with a high concentration of arsenic (As), and collector 1002 is doped with a non-uniform concentration of arsenic. That is, in the collector 1002, the arsenic concentration is low in a portion near the internal base layer 1004 and the external base layer 1006 in order to increase the breakdown voltage, and the arsenic concentration increases as the distance from the internal base layer 1004 and the external base layer 1006 increases. It has a retro grade structure like this. Also, the electrode formation portions of the external base layer 1006, the emitter 1005, and the collector 1002 are located outside of each region so that the parasitic capacitance between the base electrode, the emitter electrode, and the collector electrode is reduced. Is provided at the end on the side. This document reports that a maximum oscillation frequency fmax of 31 GHz was obtained by such a lateral heterobipolar transistor.

【0007】図11(a)〜(e)は、上記文献に記載
されているバイポーラトランジスタの製造方法を示す斜
視図である。
FIGS. 11A to 11E are perspective views showing a method for manufacturing a bipolar transistor described in the above-mentioned document.

【0008】まず、図11(a)に示す工程で、リン
(P)が導入されたn型のシリコン層1009の上に、
酸化膜及びSiN膜(図示せず)とを形成した後、Si
Nの上にNPN活性領域を覆うアレイ型のレジストマス
ク1108を形成する。次に、レジストマスク1108
の上方からシリコン層1009のNPN活性領域110
7を除く領域にボロン(B)をドーズ量4×1015atom
s ・cm-2でイオン注入して、P+ 拡散領域を形成す
る。次に、図11(b)に示す工程で、レジストマスク
1108をマスクとしてSiN膜をパターニングした
後、サイドエッチを入れることによりレジストマスク1
108の端から約0.2μmだけ内方にオフセットされ
たSiNマスク1110を形成した後、レジストマスク
1108を除去する。次に、図11(c)に示す工程
で、SiNマスク1110に対してクロスするようにT
EOSマスク1111を形成し、さらに、シリコン層1
009のうちSiNマスク1110及びTEOSマスク
1111によって覆われた領域を除く領域に、ボロン
(B)をドーズ量1×1014atoms ・cm-2,加速エネ
ルギー25keVの条件でイオン注入する。次に、図1
1(d)に示す工程で、SiNマスク1110及びTE
OSマスク1111を除去する。このとき、内部ベース
層1004の幅は注入したボロンがTEOSマスク11
11の端部から拡散した距離によって決まる。最後に、
図11(e)に示す工程で、エミッタ,コレクタとなる
部分をメサエッチングした後、それぞれヒ素(As)を
ドーズ量1×10 15atoms ・cm-2、加速電圧120k
eVの条件と、ドーズ量1×1016atoms・cm-2、加
速電圧65keVの条件でイオン注入する。シリコン層
1009は、このイオン注入によってアモルファス化さ
れるため、1050℃、20sec のRTAと、850
℃、60min の電気炉アニ−ルとによって再結晶化させ
る。
First, in the step shown in FIG.
On the n-type silicon layer 1009 into which (P) is introduced,
After forming an oxide film and a SiN film (not shown),
Array type resist mass covering NPN active region on N
A mark 1108 is formed. Next, a resist mask 1108
Active region 110 of silicon layer 1009 from above
Boron (B) dose 4 × 10 in the region excluding 7Fifteenatom
s · cm-2Ion implantation at P+ Form a diffusion area
You. Next, in the step shown in FIG.
The SiN film was patterned using 1108 as a mask.
Then, a resist mask 1 is formed by inserting a side etch.
Offset inward from the end of 108 by about 0.2 μm
After forming the SiN mask 1110, a resist mask
1108 is removed. Next, the process shown in FIG.
And T is crossed with respect to the SiN mask 1110.
An EOS mask 1111 is formed, and a silicon layer 1
009, SiN mask 1110 and TEOS mask
Boron is added to the area except the area covered by 1111.
(B) with a dose of 1 × 1014atoms · cm-2, Accelerated energy
Ions are implanted under the condition of 25 KeV of energy. Next, FIG.
1D, the SiN mask 1110 and TE
The OS mask 1111 is removed. At this time, the internal base
The width of the layer 1004 is such that the implanted boron is the TEOS mask 11.
11 is determined by the distance diffused from the end. Finally,
In the step shown in FIG.
After mesa etching the part, arsenic (As)
Dose 1 × 10 Fifteenatoms · cm-2, Acceleration voltage 120k
eV condition and dose amount 1 × 1016atomscm-2, Add
Ions are implanted under the condition of a fast voltage of 65 keV. Silicon layer
1009 is made amorphous by this ion implantation.
RTA at 1050 ° C for 20 sec.
Recrystallized with an electric furnace annealing at 60 ° C for 60 min.
You.

【0009】以上のような工程により、横型で寄生容量
が小さく、fmax が高く高速動作することのできるバイ
ポーラトランジスタを形成することができる。
Through the above steps, a bipolar transistor which is lateral, has small parasitic capacitance, high fmax and can operate at high speed can be formed.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記文献に記
載されている従来の技術においては、内部ベース層11
04の幅がボロンの拡散距離によって決められるため
に、所望の不純物分布が安定して得られにくいという不
具合がある。また、エミッタ1105、コレクタ110
2の形成範囲もn型不純物の拡散距離によって決まって
いるために、急峻なpn接合を形成することが難しいと
いう不具合もある。
However, in the prior art described in the above document, the internal base layer 11
Since the width of 04 is determined by the diffusion distance of boron, there is a problem that it is difficult to stably obtain a desired impurity distribution. In addition, the emitter 1105 and the collector 110
Since the formation range of 2 is also determined by the diffusion distance of the n-type impurity, there is a problem that it is difficult to form a steep pn junction.

【0011】本発明の目的は、横型ヘテロバイポーラト
ランジスタをSOI基板上に形成する際に、内部ベース
層の幅などを所望の寸法に精度よく仕上げうる手段を講
ずることにより、安定した特性を有する横型ヘテロバイ
ポーラトランジスタ及びその製造方法を提供することに
ある。
An object of the present invention is to provide a lateral heterobipolar transistor having a stable characteristic by forming a width or the like of an internal base layer to a desired dimension with high accuracy when forming the lateral heterobipolar transistor on an SOI substrate. An object of the present invention is to provide a hetero bipolar transistor and a method for manufacturing the same.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の横型ヘテ
ロバイポーラトランジスタは、絶縁層を有する基板と、
上記絶縁層の上に設けられたメサ状の第1の半導体層
と、上記第1の半導体層の側面にエピタキシャル成長に
より形成され、上記第1の半導体層とはバンドギャップ
が異なる第2の半導体層と、上記第2の半導体層の側面
上にエピタキシャル成長により形成され、上記第2の半
導体層とはバンドギャップが異なる第3の半導体層とを
備え、上記第2の半導体層の少なくとも一部が第2導電
型の内部ベース層となっている。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a lateral heterobipolar transistor comprising: a substrate having an insulating layer;
A mesa-shaped first semiconductor layer provided on the insulating layer; and a second semiconductor layer formed by epitaxial growth on a side surface of the first semiconductor layer and having a different band gap from the first semiconductor layer. And a third semiconductor layer formed by epitaxial growth on the side surface of the second semiconductor layer and having a band gap different from that of the second semiconductor layer. At least a part of the second semiconductor layer is It is a two-conductivity-type internal base layer.

【0013】これにより、内部ベース層となる第2の半
導体層の横方向の厚みが、不純物イオンの注入ではなく
エピタキシャル成長によって決定される。したがって、
内部ベース層の横方向の厚みが高精度で形成されること
になる。また、内部ベース層が、不純物イオンの注入で
はなくエピタキシャル成長によって形成されるので、横
方向に成長させながら不純物をin-situ ドープすること
が可能な構造となることから、不純物の拡散の小さい急
峻な不純物濃度分布が得られる。
Thus, the lateral thickness of the second semiconductor layer serving as the internal base layer is determined by epitaxial growth, not by implantation of impurity ions. Therefore,
The lateral thickness of the internal base layer is formed with high precision. Further, since the internal base layer is formed by epitaxial growth instead of implantation of impurity ions, a structure capable of in-situ doping of impurities while growing laterally is provided. An impurity concentration distribution is obtained.

【0014】少なくとも上記第1の半導体層が第1導電
型のコレクタとなり、上記第3の半導体層の少なくとも
一部が第1導電型のエミッタ動作領域となっている構造
を採ることができる。
At least the first semiconductor layer serves as a collector of the first conductivity type, and at least a part of the third semiconductor layer serves as an emitter operation region of the first conductivity type.

【0015】上記第2の半導体層に接触する第2導電型
の外部ベース層をさらに備えることにより、電極の形成
が容易となる。
By further providing a second conductive type external base layer in contact with the second semiconductor layer, the formation of the electrodes is facilitated.

【0016】上記第2の半導体層のバンドギャップが上
記第3の半導体層のバンドギャップよりも小さいことに
より、内部ベース層として機能する第2の半導体層から
エミッタ動作領域として機能する第3の半導体層へのキ
ャリアの逆注入が抑制される結果、第2の半導体層の不
純物濃度をホモ接合型バイポーラトランジスタにおける
濃度よりも高くして、ベース抵抗を小さくすることが可
能となる。
Since the band gap of the second semiconductor layer is smaller than the band gap of the third semiconductor layer, the second semiconductor layer functioning as the internal base layer is shifted from the third semiconductor layer functioning as the emitter operation region. As a result of suppressing the reverse injection of carriers into the layer, it is possible to reduce the base resistance by setting the impurity concentration of the second semiconductor layer higher than that of the homojunction bipolar transistor.

【0017】上記第1及び第3の半導体層がシリコン層
により構成され、上記第2の半導体層が、Si,Ge及
びCのうち少なくともいずれか2つを含む合金により構
成されていることにより、シリコンプロセスを利用して
不純物の拡散が抑制されたヘテロバイポーラトランジス
タの形成が可能となる。
The first and third semiconductor layers are composed of a silicon layer, and the second semiconductor layer is composed of an alloy containing at least two of Si, Ge and C. It is possible to form a hetero bipolar transistor in which diffusion of impurities is suppressed by using a silicon process.

【0018】上記第1の半導体層の主面を{110}面
とし、上記第1の半導体層の上記第2の半導体層と接す
る側面を{111}面とすることにより、第1の半導体
層のウェットエッチングを用いた平滑な側面が得られる
ことになる。
The first semiconductor layer has a {110} plane, and a side surface of the first semiconductor layer which is in contact with the second semiconductor layer has a {111} plane. A smooth side surface using the wet etching of above is obtained.

【0019】本発明の第1の横型ヘテロバイポーラトラ
ンジスタの製造方法は、絶縁層上に半導体層が設けられ
てなる基板の上記半導体層の上にエッチングマスクを形
成する工程(a)と、上記エッチングマスクを用い、ド
ライエッチングを含むエッチングにより上記半導体層を
パターニングしてメサ状の第1の半導体層を形成する工
程(b)と、上記第1の半導体層の少なくとも1つの側
面上に、上記第1の半導体層とはバンドギャップが異な
る第2の半導体層をエピタキシャル成長させる工程
(c)と、上記第2の半導体層の側面上に、上記第2の
半導体層とはバンドギャップが異なる第3の半導体層を
エピタキシャル成長させる工程(d)とを含み、少なく
とも上記第1の半導体層を第1導電型のコレクタとして
機能させ、上記第2の半導体層の少なくとも一部を第2
導電型の内部ベース層として機能させ、上記第3の半導
体層の少なくとも一部を第1導電型のエミッタ動作領域
として機能させる方法である。
According to the first method for manufacturing a lateral heterobipolar transistor of the present invention, a step (a) of forming an etching mask on the semiconductor layer of a substrate having a semiconductor layer provided on an insulating layer; (B) patterning the semiconductor layer by etching including dry etching to form a mesa-shaped first semiconductor layer using a mask; and forming the first semiconductor layer on at least one side surface of the first semiconductor layer. (C) epitaxially growing a second semiconductor layer having a different band gap from the first semiconductor layer; and forming a third semiconductor layer having a different band gap from the second semiconductor layer on a side surface of the second semiconductor layer. (D) epitaxially growing a semiconductor layer, wherein at least the first semiconductor layer functions as a collector of a first conductivity type, and At least a portion of the conductive layer and the second
In this method, at least a part of the third semiconductor layer functions as a first conductivity type emitter operating region.

【0020】この方法により、内部ベース層となる第1
の半導体層の横方向の厚みが、不純物イオンの注入では
なくエピタキシャル成長によって決定される。したがっ
て、内部ベース層の横方向の厚みが高精度になる。ま
た、内部ベース層が、不純物イオンの注入ではなくエピ
タキシャル成長によって形成されるので、横方向に成長
させながら不純物をin-situ ドープすることが可能とな
ることから、不純物の拡散の小さい急峻な不純物濃度分
布が得られる。
According to this method, the first base layer serving as the internal base layer is formed.
Is determined not by implantation of impurity ions but by epitaxial growth. Therefore, the thickness of the internal base layer in the lateral direction becomes highly accurate. In addition, since the internal base layer is formed by epitaxial growth instead of implantation of impurity ions, it is possible to perform in-situ doping of impurities while growing in the lateral direction. A distribution is obtained.

【0021】上記工程(b)では、ドライエッチングに
より上記半導体層をエッチングマスクの形状にパターニ
ングした後、上記エッチングマスクを残したままでパタ
ーニングされた上記半導体層の側部をウエットエッチン
グすることにより、上記第1の半導体層を形成すること
が、パターニング精度を高く維持しつつ、エッチングダ
メージを除去できる点で好ましい。
In the step (b), after the semiconductor layer is patterned into the shape of an etching mask by dry etching, a side portion of the patterned semiconductor layer is wet-etched while the etching mask is left. Forming the first semiconductor layer is preferable because etching damage can be removed while maintaining high patterning accuracy.

【0022】上記工程(d)の後に、基板上に多結晶半
導体膜を堆積する工程(e)と、上記多結晶半導体膜を
CMPにより平坦化して、少なくとも上記第3の半導体
層に接するエミッタを形成する工程(f)とをさらに含
むことにより、エミッタ動作領域に隣接する低抵抗のエ
ミッタを簡易に形成することができる。
After the step (d), a step (e) of depositing a polycrystalline semiconductor film on the substrate, and flattening the polycrystalline semiconductor film by CMP to form at least an emitter in contact with the third semiconductor layer. By further including the forming step (f), a low-resistance emitter adjacent to the emitter operation region can be easily formed.

【0023】上記工程(e)の際又は後に、上記多結晶
半導体膜の第1の領域には第1導電型不純物を、第2の
領域には第2導電型不純物をそれぞれ導入し、上記多結
晶半導体膜のうち少なくとも上記第1、第2の領域の間
に位置する部分を除去して、上記第3の半導体層に接触
するエミッタを上記第1の領域から形成する一方、上記
第2の半導体層に接触する外部ベース層を上記第2の領
域から形成する工程(g)をさらに含むことにより、ポ
リシリコンなどの多結晶膜を利用して低抵抗のエミッタ
や外部ベース層を容易に形成することができる。
During or after the step (e), a first conductivity type impurity is introduced into the first region of the polycrystalline semiconductor film, and a second conductivity type impurity is introduced into the second region. At least a portion of the crystalline semiconductor film located between the first and second regions is removed to form an emitter in contact with the third semiconductor layer from the first region, A step (g) of forming an external base layer in contact with the semiconductor layer from the second region, whereby a low-resistance emitter and an external base layer can be easily formed using a polycrystalline film such as polysilicon. can do.

【0024】上記不純物の導入は、マスクを用いたイオ
ン注入により行なわれることが好ましい。
It is preferable that the impurity be introduced by ion implantation using a mask.

【0025】上記工程(g)は、ウェットエッチングに
より行なわれることが好ましい。
The step (g) is preferably performed by wet etching.

【0026】上記工程(a)では、上記絶縁層上の半導
体層として主面が{110}面であるものを用い、か
つ、上記工程(b)において、上記第1の半導体層の上
記第2の半導体層と接する側面が{111}面となるよ
うに上記エッチングマスクを形成することにより、エッ
チング速度が特に遅くて平滑な平面が得られる{11
1}面を用いて、横方向の厚みが均一な内部ベース層が
得られる。
In the step (a), a semiconductor layer having a principal surface of {110} is used as a semiconductor layer on the insulating layer, and in the step (b), the second semiconductor layer of the first semiconductor layer is formed. By forming the etching mask so that the side surface in contact with the semiconductor layer becomes {111} plane, a particularly flat etching surface with a low etching rate can be obtained.
Using the 1 ° plane, an internal base layer having a uniform thickness in the lateral direction can be obtained.

【0027】上記ステップ(b)では、エチレンジアミ
ン、ピロカテコール、KOH、ヒドラジンのうち少なく
ともいずれか1つを含むエッチング液を用いる結晶異方
性エッチングを行うことが好ましい。
In the step (b), it is preferable to perform crystal anisotropic etching using an etching solution containing at least one of ethylenediamine, pyrocatechol, KOH and hydrazine.

【0028】本発明の第2の横型ヘテロバイポーラトラ
ンジスタは、絶縁層の上に設けられた横型ヘテロバイポ
ーラトランジスタであって、コレクタとなる第1の半導
体層と、上記第1の半導体層の少なくとも1つの側面と
接して設けられ、上記第1の半導体層よりもバンドギャ
ップが小さい内部ベース層となる第2の半導体層と、上
記第2の半導体層の側面に接して設けられ、上記第2の
半導体層よりもバンドギャップが大きいエミッタとなる
第3の半導体層と、上記第1,第3の半導体層の側面に
接触する第1の電極及び第2の電極と、上記第2の半導
体層の上面に接して設けらた第3の電極とを備えてい
る。
A second lateral heterobipolar transistor according to the present invention is a lateral heterobipolar transistor provided on an insulating layer, and includes a first semiconductor layer serving as a collector and at least one of the first semiconductor layers. A second semiconductor layer provided in contact with one side surface and serving as an internal base layer having a band gap smaller than that of the first semiconductor layer; and a second semiconductor layer provided in contact with the side surface of the second semiconductor layer. A third semiconductor layer serving as an emitter having a larger band gap than the semiconductor layer, a first electrode and a second electrode which are in contact with side surfaces of the first and third semiconductor layers, A third electrode provided in contact with the upper surface.

【0029】これにより、比較的簡素な構成で、絶縁層
の上に、寄生容量,寄生抵抗が小さく、ベース抵抗が低
いなどの優れた特性を発揮しうる横型ヘテロバイポーラ
トランジスタが得られることになる。
As a result, a lateral heterobipolar transistor having a relatively simple structure and exhibiting excellent characteristics such as low parasitic capacitance and low parasitic resistance and low base resistance can be obtained on the insulating layer. .

【0030】上記第1,第2の電極は金属により構成さ
れていることにより、特に、エミッタ及びコレクタの低
抵抗化が可能になる。
Since the first and second electrodes are made of metal, the resistance of the emitter and the collector can be reduced.

【0031】本発明の第2の横型ヘテロバイポーラトラ
ンジスタの製造方法は、絶縁層上に第1導電型不純物を
含む第1の半導体層が設けられてなる基板の上記第1の
半導体層に第1導電型不純物を導入する工程(a)と、
上記第1の半導体層の上に幅が200nm以下のスリッ
トを有するエッチングマスクを形成する工程(b)と、
上記エッチングマスクを用いたエッチングにより、上記
半導体層の上記スリットの下方に位置する部分を除去し
て上記第1の半導体層を貫通する溝を形成する工程
(c)と、上記第1の半導体層の上記溝の両側面から上
記第1の半導体層とはバンドギャップが異なる第2の半
導体層を上記溝を埋めるようにエピタキシャル成長させ
る工程(d)と、上記絶縁層のうち上記スリットの両側
で上記第1の半導体層の上方に位置する領域に開口部を
形成する工程(e)と、上記絶縁層の上記開口部から上
記第1の半導体層のウェットエッチングを行なって空隙
部を形成するとともに、上記第2の半導体層の両側に上
記第1の半導体層の各一部を残す工程(f)と、上記空
隙部を埋める第1,第2の電極を形成する工程(g)
と、上記絶縁層のスリットを埋めて上記第2の半導体層
に接触する第3の電極を形成する工程(g)とを含み、
上記第1の半導体層のうち上記第2の半導体層の両側に
残された上記各一部をコレクタ,エミッタ動作領域とし
てそれぞれ機能させ、上記第2の半導体層を内部ベース
層として機能させる方法である。
According to a second method of manufacturing a lateral heterobipolar transistor of the present invention, a first semiconductor layer containing a first conductivity type impurity is provided on an insulating layer. (A) introducing a conductive impurity;
(B) forming an etching mask having a slit having a width of 200 nm or less on the first semiconductor layer;
(C) forming a groove penetrating through the first semiconductor layer by removing a portion of the semiconductor layer located below the slit by etching using the etching mask; (D) epitaxially growing a second semiconductor layer having a band gap different from that of the first semiconductor layer from both side surfaces of the groove so as to fill the groove, and forming the second semiconductor layer on both sides of the slit in the insulating layer. (E) forming an opening in a region located above the first semiconductor layer, and forming a void by performing wet etching of the first semiconductor layer from the opening of the insulating layer; A step (f) of leaving each part of the first semiconductor layer on both sides of the second semiconductor layer, and a step (g) of forming first and second electrodes that fill the gaps
And (g) forming a third electrode in contact with the second semiconductor layer by filling the slit of the insulating layer,
A method in which the respective portions of the first semiconductor layer left on both sides of the second semiconductor layer function as collector and emitter operation regions, respectively, and the second semiconductor layer functions as an internal base layer. is there.

【0032】この方法により、簡素な工程で、絶縁層の
上に、寄生容量,寄生抵抗が小さく、ベース抵抗が低い
などの優れた特性を発揮しうる横型ヘテロバイポーラト
ランジスタを形成することができる。
According to this method, a lateral hetero-bipolar transistor which can exhibit excellent characteristics such as a small parasitic capacitance and a small parasitic resistance and a low base resistance can be formed on the insulating layer by a simple process.

【0033】上記工程(f)では、エチレンジアミン,
ピロカテコール,KOH及びヒドラジンのうちの少なく
ともいずれか1つを用いた結晶異方性エッチングを行う
ことが好ましい、上記工程(a)では、上記第1の半導
体層に第1導電型不純物イオンを注入する第1回目のイ
オン注入と、上記第1の半導体層のうちの一部に上記第
1回目のイオン注入よりも高濃度の不純物イオンを注入
する第2回目のイオン注入とを行ない、上記コレクタを
上記第1の半導体層のうち上記第2回目のイオン注入が
行なわれずに上記第1回目のイオン注入が行なわれた部
分から形成し、上記エミッタ動作領域を上記第1の半導
体層のうち上記第1,第2回目のイオン注入が行なわれ
た部分から形成することにより、エミッタ動作領域,コ
レクタをそれぞれバイポーラトランジスタの動作に最適
な不純物濃度に調整することが可能になる。
In the above step (f), ethylenediamine,
It is preferable to perform crystal anisotropic etching using at least one of pyrocatechol, KOH, and hydrazine. In the step (a), a first conductivity type impurity ion is implanted into the first semiconductor layer. Performing a first ion implantation for implanting ions and a second ion implantation for implanting impurity ions having a higher concentration than the first ion implantation into a part of the first semiconductor layer. Is formed from a portion of the first semiconductor layer in which the first ion implantation is performed without performing the second ion implantation, and the emitter operation region is formed in the first semiconductor layer. By forming the emitter operation region and the collector from the portions where the first and second ion implantations have been performed, respectively, the impurity concentration is adjusted to be optimum for the operation of the bipolar transistor. It becomes possible to.

【0034】上記第1の半導体層としてシリコン層を用
い、上記第2の半導体層として、Si,Ge,Cのうち
少なくともいずれか2つを含む合金を用いることによ
り、シリコンプロセスを利用した横型ヘテロバイポーラ
トランジスタの製造が可能になる。
By using a silicon layer as the first semiconductor layer and using an alloy containing at least any two of Si, Ge, and C as the second semiconductor layer, a lateral heterostructure utilizing a silicon process is used. The manufacture of a bipolar transistor becomes possible.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】(第1の実施形態)図1(a),
(b)は、本発明の第1の実施形態の横型へテロバイポ
ーラトランジスタの平面図及び斜視図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) FIGS.
FIG. 2B is a plan view and a perspective view of the lateral hetero bipolar transistor according to the first embodiment of the present invention.

【0036】図1(a),(b)に示すように、本実施
形態の横型ヘテロバイポーラトランジスタは、Si基板
150と、Si基板150の上に設けられたシリコン酸
化膜からなるBOX層151と、BOX層151の上に
設けられた半導体層152とを備え、いわゆるSOI構
造となっている。そして、半導体層152には、ほぼ正
方形の平面形状を有するn型単結晶シリコンからなるコ
レクタ101と、コレクタ101を囲む環状のp型Si
GeC層及びn型Si層からなるSiGeC/Si層1
02と、n型ポリシリコンからなるエミッタ103と、
p型ポリシリコン層105とを備えている。SiGeC
/Si層102のうちコレクタ101とエミッタ103
との間に介在する部分でp型SiGeC層(図中の破線
よりも内側の部分)によって構成される部分が内部ベー
ス層102aであり、SiGeC/Si層102のうち
コレクタ101とエミッタ103との間に介在する部分
でn型Si層(図中破線よりも外側の部分)によって構
成される部分がエミッタ動作領域102bであり、Si
GeC/Si層102のうち内部ベース層102a及び
エミッタ動作領域102bを除く部分102cとp型ポ
リシリコン層105とにより、外部ベース層104が構
成されている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the lateral hetero-bipolar transistor of the present embodiment includes a Si substrate 150 and a BOX layer 151 made of a silicon oxide film provided on the Si substrate 150. , A semiconductor layer 152 provided on the BOX layer 151, and has a so-called SOI structure. The semiconductor layer 152 includes a collector 101 made of n-type single crystal silicon having a substantially square planar shape, and an annular p-type Si surrounding the collector 101.
SiGeC / Si layer 1 composed of GeC layer and n-type Si layer
02, an emitter 103 made of n-type polysilicon,
and a p-type polysilicon layer 105. SiGeC
And collector 103 and emitter 103 of / Si layer 102
A portion formed by a p-type SiGeC layer (a portion inside the broken line in the drawing) interposed between the internal base layer 102a and the collector 101 and the emitter 103 of the SiGeC / Si layer 102. The portion interposed between the n-type Si layers (the portion outside the broken line in the figure) is the emitter operation region 102b,
An external base layer 104 is constituted by the portion 102c of the GeC / Si layer 102 excluding the internal base layer 102a and the emitter operation region 102b and the p-type polysilicon layer 105.

【0037】コレクタ101は、厚さ約200nmで辺
の長さは約0.6μmであって、コレクタ101内に
は、濃度が約1×1019atoms ・cm-3のアンチモン
(Sb)(リン又はヒ素でもよい)がドープされてい
る。コレクタ101の主面は(110)面であり、側面
は平滑な(111)面である。ただし、コレクタ101
の主面は(110)面でなくてもよく、側面が(11
1)面でなくてもよい。また、本実施形態においては、
内部ベース層102aは、濃度が約2×1018atoms ・
cm-3のボロンを含み、傾斜組成を有するSi1-x Ge
xy 層によって構成されているが、Cを含まないSi
Ge(例えば傾斜組成を有するSi1-x Gex など)に
よって構成されていてもよい。ただし、Cを微量でも含
むことにより、特に不純物の拡散を防止する効果が大き
い。さらに、エミッタ動作領域102bは、濃度が約1
×1018atoms ・cm-3以上のリンを含む単結晶Siに
より構成されている。エミッタ103は濃度が約1×1
20atoms ・cm-3以上のリンを含むn型ポリシリコン
により構成されている。なお、リンの代わりにヒ素がド
ープされていてもよい。すなわち、エミッタ動作領域−
内部ベース層−コレクタ間に、Si/SiGeC/Si
のヘテロ接合が形成されている。また、外部ベース層1
04は、濃度が約1×1020atoms ・cm-3のボロンを
含むポリシリコンにより構成されており、外部ベース層
104は内部ベース層102aに対するコンタクト領域
として機能している。
The collector 101 has a thickness of about 200 nm and a side length of about 0.6 μm. The collector 101 has an antimony (Sb) (phosphorus) concentration of about 1 × 10 19 atoms · cm −3. Or arsenic). The main surface of the collector 101 is a (110) surface, and the side surface is a smooth (111) surface. However, the collector 101
May not be the (110) plane, and the side faces may be (11).
1) It does not have to be a plane. In the present embodiment,
The internal base layer 102a has a concentration of about 2 × 10 18 atoms
Si 1-x Ge containing cm −3 boron and having a graded composition
x C y layer, but not containing C
Ge may be constituted by (e.g., Si 1-x Ge x having a graded composition). However, the presence of even a small amount of C has a particularly large effect of preventing the diffusion of impurities. Further, the emitter operation region 102b has a concentration of about 1
It is made of single crystal Si containing phosphorus of 10 18 atoms · cm −3 or more. The emitter 103 has a concentration of about 1 × 1
It is made of n-type polysilicon containing phosphorus of 0 20 atoms · cm −3 or more. Note that arsenic may be doped instead of phosphorus. That is, the emitter operation area
Si / SiGeC / Si between the internal base layer and the collector
Is formed. Also, the external base layer 1
04 is made of polysilicon containing boron at a concentration of about 1 × 10 20 atoms · cm −3 , and the external base layer 104 functions as a contact region for the internal base layer 102a.

【0038】なお、コレクタ101は、n型不純物(ア
ンチモン)の濃度が内部ベース層102aから遠ざかる
に従い高濃度となるレトログレード構造を有している。
また、内部ベース層102aにおいて、Ge(又はGe
及びC)の含有率がコレクタ101から遠ざかるほど小
さくなる傾斜組成となっており、内部ベース層102a
における電子の移動度が高められる構造となっている。
ただし、コレクタ101におけるレトログレードや内部
ベース層102aにおける傾斜組成は必ずしも設ける必
要はない。
The collector 101 has a retrograde structure in which the concentration of the n-type impurity (antimony) increases as the distance from the internal base layer 102a increases.
In the internal base layer 102a, Ge (or Ge) is used.
And C) have a gradient composition in which the content decreases as the distance from the collector 101 increases.
Has a structure in which the mobility of electrons in the substrate is increased.
However, it is not always necessary to provide a retrograde in the collector 101 or a gradient composition in the internal base layer 102a.

【0039】次に、本実施形態の横型ヘテロバイポーラ
トランジスタの製造方法について、図2(a)〜(h)
を参照しながら説明する。
Next, a method of manufacturing the lateral hetero-bipolar transistor according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG.

【0040】まず、図2(a)に示す工程で、Si基板
150と、シリコン酸化膜からなるBOX層151と、
BOX層151の上に形成されたSi膜とにより構成さ
れるSOI基板を形成する。SOI基板の形成方法は、
周知の方法(例えばSIMOX法など)のいずれを採用
してもよいが、本実施形態では、シリコン酸化膜が表面
に形成されたシリコンウエハと、シリコンウエハとを、
シリコンウエハ同士の間にシリコン酸化膜が挟まれるよ
うに貼り合わせて、一方のシリコンウエハを研磨して薄
くする方法を採用している。BOX層151上のSi膜
には、濃度が約1×1019atoms ・cm-3のアンチモン
(ヒ素又はリンでもよい)をドープしておく。そして、
Si膜をパターニングして、コーナーが丸められた正方
形のコレクタ101(メサ部)を形成する。このとき、
主面が(110)面であるSi膜の上に形成された<2
11>方向に平行な辺を有する正方形のレジストマスク
を用いたウエットエッチングにより、結晶方位によるエ
ッチ速度の異方性を利用して、コレクタ101の側面を
非常に平滑な(111)面とすることができる。ただ
し、コレクタ101の形成方法は、Si膜の上にコレク
タ層101を覆うエッチングマスクを形成してから、こ
れを用いたドライエッチングを行なってもよい。
First, in a step shown in FIG. 2A, a Si substrate 150, a BOX layer 151 made of a silicon oxide film,
An SOI substrate composed of a Si film formed on the BOX layer 151 is formed. The method for forming the SOI substrate is as follows:
Although any of the well-known methods (for example, SIMOX method) may be adopted, in the present embodiment, a silicon wafer having a silicon oxide film formed on the surface and a silicon wafer are separated.
A method is adopted in which silicon oxide films are bonded so as to be sandwiched between silicon wafers, and one of the silicon wafers is polished and thinned. The Si film on the BOX layer 151 is doped with antimony (may be arsenic or phosphorus) having a concentration of about 1 × 10 19 atoms · cm −3 . And
The Si film is patterned to form a square collector 101 (mesa) with rounded corners. At this time,
<2 formed on Si film whose main surface is (110) plane
The side surface of the collector 101 is made to be a very smooth (111) surface by wet etching using a square resist mask having sides parallel to the 11> direction, utilizing the anisotropy of the etch rate depending on the crystal orientation. Can be. However, the collector 101 may be formed by forming an etching mask on the Si film to cover the collector layer 101 and then performing dry etching using the etching mask.

【0041】次に、図2(b)に示す工程で、CVD
(Chemical Vapor Deposition )あるいはUHV−CV
D(Ultra High Vacuum −CVD)により、コレクタ1
01のメサ部の側面上に、コレクタ101の一部となる
厚みが約120nmのアンドープSi層をエピタキシャ
ル成長させる。このとき、Si層には、エピタキシャル
工程で、コレクタ101のメサ部からアンチモン(S
b)が拡散してレトログレードの不純物濃度プロファイ
ルが形成される。その後、濃度が2×1018atoms・c
-3程度のボロンをin-situ ドープしながら、Cの含有
率を一定(約2%)に,かつGeの含有率を後述する図
3に示すように傾斜させながら横方向の厚みが約80n
mのSiGeC層をエピタキシャル成長させたあと、横
方向の厚みが約10nmのアンドープSi層を形成する
ことにより、SiGeC/Si層102を形成する。こ
のように、SiGeC/Si層102中のSiGeC層
が2%のCを含んでいることにより、後の熱処理工程に
おけるボロンの拡散をより確実に防止することができ、
より急峻な不純物濃度プロファイルを有するヘテロ接合
部を実現できる。
Next, in the step shown in FIG.
(Chemical Vapor Deposition) or UHV-CV
D (Ultra High Vacuum-CVD)
An undoped Si layer having a thickness of about 120 nm, which becomes a part of the collector 101, is epitaxially grown on the side surface of the mesa portion 01. At this time, in the Si layer, antimony (S
b) is diffused to form a retrograde impurity concentration profile. Then, the concentration is 2 × 10 18 atoms · c
While doping in-situ boron of about m −3 , the C content is kept constant (about 2%), and the Ge content is tilted as shown in FIG. 80n
After the SiGeC layer having a thickness of m is epitaxially grown, an undoped Si layer having a lateral thickness of about 10 nm is formed, thereby forming the SiGeC / Si layer. As described above, since the SiGeC layer in the SiGeC / Si layer 102 contains 2% of C, diffusion of boron in a subsequent heat treatment step can be more reliably prevented,
A heterojunction having a steeper impurity concentration profile can be realized.

【0042】次に、図2(c)に示す工程で、基板上に
ポリシリコン膜160を堆積した後、図2(d)に示す
工程で、ポリシリコン膜160をCMP(Chemical Mec
hanical Polishing )等の方法によりエッチバックして
平坦化する。
Next, after the polysilicon film 160 is deposited on the substrate in the step shown in FIG. 2C, the polysilicon film 160 is removed by CMP (Chemical Mech) in the step shown in FIG.
hanical Polishing) or the like to etch back and flatten.

【0043】次に、図2(e)に示す工程で、基板上に
酸化膜161を形成した後、ポリシリコン膜160のう
ち外部ベース層104となる部分にはボロン濃度が約1
×1020atoms ・cm-3以上になるようにボロンイオン
を注入し、エミッタ103となる部分にはリン(ヒ素ま
たはアンチモンでもよい)を濃度が約1×1020atoms
・cm-3以上になるようにイオン注入によりドープを行
う。なお、図2(e)に示す工程の後においては、Si
基板150及びBOX層151の図示は省略している。
Next, in a step shown in FIG. 2E, after an oxide film 161 is formed on the substrate, a portion of the polysilicon film 160 which becomes the external base layer 104 has a boron concentration of about 1%.
Boron ions are implanted so as to be not less than × 10 20 atoms · cm −3 , and phosphorus (which may be arsenic or antimony) has a concentration of about 1 × 10 20 atoms in a portion serving as the emitter 103.
-Doping is performed by ion implantation so as to be not less than cm -3 . After the step shown in FIG.
Illustration of the substrate 150 and the BOX layer 151 is omitted.

【0044】次に、このままでは外部ベース層104と
エミッタ103とがポリシリコン膜160のアンドープ
部分を介してリークする可能性があるため、以下の処理
によってポリシリコン膜160の一部を除去して両者間
が電気的に絶縁される状態にする。すなわち、図2
(f)に示す工程で、ポリシリコン膜160の不純物イ
オンが注入された部分から所定の距離を隔てて酸化膜1
61に開口を形成した後、図2(g)に示す工程で、ウ
ェットエッチングにより、ポリシリコン膜160をSi
GeC/Si層102に達するまでエッチングする。こ
の際、ポリシリコンとSiとの間のエッチング選択比の
高いエッチング液を用いることにより、SiGeC/S
i層102にダメージを与えずに絶縁を図ることができ
る。その後、イオン注入された不純物を活性化するため
の熱処理(アニール)を行なう。この熱処理により、エ
ミッタ103のポリシリコン中にドープされたリンなど
のn型不純物がエミッタ動作領域102bのアンドープ
シリコンまで拡散して、npnバイポーラトランジスタ
のエミッタ領域として機能することになる。
Next, since the external base layer 104 and the emitter 103 may leak through the undoped portion of the polysilicon film 160 in this state, a part of the polysilicon film 160 is removed by the following process. Both are electrically insulated. That is, FIG.
In the step shown in FIG. 3F, the oxide film 1 is separated from the portion of the polysilicon film 160 into which the impurity ions have been implanted at a predetermined distance.
After forming an opening in 61, in the step shown in FIG.
The etching is performed until the GeC / Si layer 102 is reached. At this time, by using an etching solution having a high etching selectivity between polysilicon and Si, SiGeC / S
Insulation can be achieved without damaging the i-layer 102. Thereafter, heat treatment (annealing) for activating the ion-implanted impurities is performed. By this heat treatment, n-type impurities such as phosphorus doped in the polysilicon of the emitter 103 diffuse to the undoped silicon of the emitter operation region 102b, and function as the emitter region of the npn bipolar transistor.

【0045】次に、図2(h)に示す工程で、酸化膜1
61を除去すると、図1(b)に示す構造を有する横型
ヘテロバイポーラトランジスタが得られる。
Next, in the step shown in FIG.
By removing 61, a lateral hetero bipolar transistor having the structure shown in FIG. 1B is obtained.

【0046】図3(a),(b)は、本実施形態の横型
ヘテロバイポーラトランジスタの図2(h)に示す領域
Aにおける横方向の不純物プロファイルを説明するため
の図である。また、図4(a),(b)は、本実施形態
の横型ヘテロバイポーラトランジスタの図2(h)に示
す領域Bにおける横方向の不純物プロファイルを説明す
るための図である。
FIGS. 3A and 3B are views for explaining a lateral impurity profile in the region A shown in FIG. 2H of the lateral heterobipolar transistor of the present embodiment. FIGS. 4A and 4B are views for explaining a lateral impurity profile in a region B shown in FIG. 2H of the lateral heterobipolar transistor of the present embodiment.

【0047】図3(a),(b)及び図4(a),
(b)に示すように、コレクタ101においては、耐圧
を稼ぐために内部ベース層102aに近いほうから遠い
ほうに向かって不純物であるSbの濃度が濃くなってい
くレトログレード分布が形成されている。内部ベース層
102a中のGe含有率はドリフト電界を発生させるた
めに傾斜している。また、ポリシリコンからなるエミッ
タ103中のリン濃度は5×1020atoms ・cm-3程度
の高濃度で一定であるが、拡散によって内部ベース層1
02a中に拡散している。この拡散濃度はできるだけ低
いことが望ましい。また、外部ベース層104には高濃
度のボロンがドープされているが、内部ベース層102
aと同じ極性の不純物がドープされているために、電気
的には内部ベース層102aと一体化されてほぼ同じ電
位に維持される。
FIGS. 3A and 3B and FIGS.
As shown in (b), in the collector 101, a retrograde distribution is formed in which the concentration of Sb, which is an impurity, increases from the near side to the far away from the internal base layer 102a in order to increase the breakdown voltage. . The Ge content in the internal base layer 102a is inclined to generate a drift electric field. Although the phosphorus concentration in the emitter 103 made of polysilicon is constant at a high concentration of about 5 × 10 20 atoms · cm −3 , the internal base layer 1 is diffused.
02a. It is desirable that this diffusion concentration is as low as possible. Although the external base layer 104 is doped with boron at a high concentration, the internal base layer
Since an impurity having the same polarity as a is doped, it is electrically integrated with the internal base layer 102a and is maintained at substantially the same potential.

【0048】本実施形態によると、内部ベース層102
aの横方向の厚みを、不純物イオンの注入ではなく、in
-situ ドープによるエピタキシャル成長によって決定し
ているので、内部ベース層102aの横方向の厚みがフ
ォトリソグラフィーの精度や不純物の拡散の程度に左右
されることがない。また、内部ベース層102aが、不
純物イオンの注入ではなく、in-situ ドープによるエピ
タキシャル成長によって形成されるので、不純物の拡散
が抑制され、比較的急峻な不純物濃度分布が得られる。
しかも、本実施形態においては、内部ベース層102a
がSiGeC層によって構成されているので、Cの存在
により熱処理工程における不純物の拡散が抑制され、不
純物濃度プロファイルも崩れることなく維持される。な
お、SiGeC層に代えてSiGe層により内部ベース
層102aを構成しても、SiGe層中の不純物の拡散
速度はSi層中における拡散速度よりも小さいので、不
純物濃度プロファイルを適正に維持する効果はある程度
得られる。
According to the present embodiment, the inner base layer 102
a in the lateral direction, not by implantation of impurity ions,
Since the thickness is determined by epitaxial growth using -situ doping, the thickness of the internal base layer 102a in the lateral direction does not depend on the accuracy of photolithography or the degree of impurity diffusion. Further, since the internal base layer 102a is formed not by implantation of impurity ions but by epitaxial growth by in-situ doping, diffusion of impurities is suppressed, and a relatively steep impurity concentration distribution is obtained.
Moreover, in the present embodiment, the inner base layer 102a
Is constituted by the SiGeC layer, the diffusion of impurities in the heat treatment step is suppressed by the presence of C, and the impurity concentration profile is maintained without being destroyed. Even if the internal base layer 102a is formed of a SiGe layer instead of a SiGeC layer, the effect of maintaining an impurity concentration profile properly is not sufficient because the diffusion speed of impurities in the SiGe layer is lower than the diffusion speed in the Si layer. Can be obtained to some extent.

【0049】しかも、本実施形態の横型ヘテロバイポー
ラトランジスタにおいては、SiGeC/Siヘテロ接
合を利用しているので、Siホモ接合を用いた上記文献
に記載されている横型ヘテロバイポーラトランジスタに
比べて、以下の効果を発揮することができる。すなわ
ち、内部ベース層のバンドギャップがエミッタ動作領域
のバンドギャップよりも小さいので、内部ベース層から
エミッタ動作領域へのキャリアの逆注入が抑制される結
果、内部ベース層の不純物濃度をホモ接合型バイポーラ
トランジスタにおける濃度よりも高くして、ベース抵抗
を小さくすることができる。
In addition, since the lateral heterobipolar transistor of the present embodiment utilizes the SiGeC / Si heterojunction, the lateral heterobipolar transistor described in the above document using a Si homojunction has the following advantages. The effect of can be exhibited. That is, since the bandgap of the internal base layer is smaller than the bandgap of the emitter operation region, reverse injection of carriers from the internal base layer to the emitter operation region is suppressed. When the concentration is higher than that in the transistor, the base resistance can be reduced.

【0050】なお、SOI基板を利用しているので、上
記文献の技術と同様に、寄生容量が小さく、fmax が高
い,高速動作に適した横型ヘテロバイポーラトランジス
タを得ることができる。
Since the SOI substrate is used, a lateral hetero-bipolar transistor suitable for high-speed operation with small parasitic capacitance and high fmax can be obtained as in the technique of the above-mentioned document.

【0051】また、図1に示す構造において、符号10
1で示されるメサ状の単結晶Si層をコレクタではなく
エミッタとし、符号103で示されるポリシリコン層を
エミッタではなくコレクタ引出層として、符号102b
で示される単結晶Si層をコレクタとしてもよい。この
場合には、特に耐圧の高いバイポーラトランジスタが得
られる。また、この場合には、コレクタとなる単結晶S
i領域は、横方向の厚みが0.2μ程度以上あることが
好ましく、本実施形態のコレクタと同様に、耐圧を稼ぐ
ために内部ベース層102aに近いほうから遠いほうに
向かって不純物であるSbの濃度が濃くなっていくレト
ログレード分布が形成されていることがより好ましい。
In the structure shown in FIG.
The mesa-shaped single-crystal Si layer denoted by reference numeral 1 is used as an emitter instead of a collector, and the polysilicon layer denoted by reference numeral 103 is used as a collector extraction layer instead of an emitter, and reference numeral 102b is used.
May be used as a collector. In this case, a bipolar transistor having a particularly high withstand voltage can be obtained. In this case, the single crystal S
The i region preferably has a lateral thickness of about 0.2 μm or more. Like the collector according to the present embodiment, in order to increase the withstand voltage, the impurity Sb, which is closer to the inner base layer 102a and further away from the internal base layer 102a, is increased. It is more preferable to form a retrograde distribution in which the concentration of is increased.

【0052】(第2の実施形態)次に、第1の実施形態
における横型ヘテロバイポーラトランジスタの変形例で
ある第2の実施形態について説明する。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment which is a modification of the lateral hetero bipolar transistor in the first embodiment will be described.

【0053】図5は、本実施形態の横型ヘテロバイポー
ラトランジスタの平面図である。本実施形態において
は、npnトランジスタとして機能する部分の構造は、
上記第1の実施形態と同じである。
FIG. 5 is a plan view of the lateral hetero bipolar transistor of the present embodiment. In the present embodiment, the structure of a portion functioning as an npn transistor is:
This is the same as the first embodiment.

【0054】同図に示すように、本実施形態の横型ヘテ
ロバイポーラトランジスタは、第1の実施形態と同様
に、Si基板と、Si基板の上に設けられたシリコン酸
化膜からなるBOX層と、BOX層の上に設けられた半
導体層とを備え、いわゆるSOI構造となっている。図
5には、半導体層のみが表示されている。そして、半導
体層には、p型SiGeC層及びn型Si層からなる直
線状のSiGeC/Si層112が設けられており、S
iGeC/Si層112の両側に、n型不純物を含む単
結晶シリコンからなるコレクタ111と、n型不純物を
含むポリシリコンからなるエミッタ113とが設けられ
ている。また、SiGeC/Si層112のうち中央の
直線部の両端には、p型不純物を含むポリシリコン層か
らなる外部ベース層114が設けられている。そして、
SiGeC/Si層112のうちp型SiGeC層(図
中のハッチングが施された部分)によって構成される部
分が内部ベース層112aであり、SiGeC/Si層
112のうちn型Si層(図中の白地の部分)によって
構成される部分がエミッタ動作領域112bである。
As shown in the figure, the lateral hetero-bipolar transistor of the present embodiment has a Si substrate and a BOX layer made of a silicon oxide film provided on the Si substrate, as in the first embodiment. A semiconductor layer provided on the BOX layer to form a so-called SOI structure. FIG. 5 shows only the semiconductor layer. The semiconductor layer is provided with a linear SiGeC / Si layer 112 including a p-type SiGeC layer and an n-type Si layer.
On both sides of the iGeC / Si layer 112, a collector 111 made of single crystal silicon containing an n-type impurity and an emitter 113 made of polysilicon containing an n-type impurity are provided. An external base layer 114 made of a polysilicon layer containing a p-type impurity is provided at both ends of the central linear portion of the SiGeC / Si layer 112. And
The portion of the SiGeC / Si layer 112 constituted by the p-type SiGeC layer (the hatched portion in the figure) is the internal base layer 112a, and the n-type Si layer of the SiGeC / Si layer 112 (the portion shown in the figure) The portion constituted by the white portion) is the emitter operation region 112b.

【0055】コレクタ層111は、厚さ約200nmで
辺の長さは約1.0μmであって、コレクタ111内に
は、濃度が約1×1019atoms ・cm-3のアンチモン
(リン又はヒ素でもよい)がドープされている。コレク
タ111の主面は(110)面であり、その側面は平滑
な(111)面である。また、本実施形態においては、
内部ベース層112aは、濃度が約2×1018atoms ・
cm-3のボロンを含み、傾斜組成を有するSi1-x Ge
xy 層によって構成されているが、Cを含まないSi
Ge(例えば傾斜組成を有するSi1-x Gex など)に
よって構成されていてもよい。ただし、Cを微量でも含
むことにより、特に不純物の拡散を防止する効果が大き
い。さらに、エミッタ動作領域112bは、濃度が約1
×1018atoms ・cm-3以上のリン(又はヒ素)を含む
単結晶Siにより構成されている。エミッタ113は濃
度が約1×1020atoms ・cm-3以上のリン(又はヒ
素)を含むn型ポリシリコンにより構成されている。す
なわち、エミッタ動作領域−内部ベース層−コレクタ間
に、Si/SiGeC/Siのヘテロ接合が形成されて
いる。また、外部ベース層114は、濃度が約1×10
20atoms ・cm-3のボロンを含むポリシリコンにより構
成されており、外部ベース層114は内部ベース層11
2aに対するコンタクト領域として機能している。さら
に、外部ベース層114とコレクタ111とは第1の絶
縁膜115により、外部ベース層114とエミッタ11
3とは第2の絶縁膜116により、それぞれ電気的に絶
縁されている。
The collector layer 111 has a thickness of about 200 nm, a side length of about 1.0 μm, and an antimony (phosphorous or arsenic) having a concentration of about 1 × 10 19 atoms · cm −3. May be doped). The main surface of the collector 111 is a (110) surface, and the side surface is a smooth (111) surface. In the present embodiment,
The internal base layer 112a has a concentration of about 2 × 10 18 atoms
Si 1-x Ge containing cm −3 boron and having a graded composition
x C y layer, but not containing C
Ge may be constituted by (e.g., Si 1-x Ge x having a graded composition). However, the presence of even a small amount of C has a particularly large effect of preventing the diffusion of impurities. Further, the emitter operation region 112b has a concentration of about 1
It is composed of single crystal Si containing phosphorus (or arsenic) of at least × 10 18 atoms · cm −3 . Emitter 113 is made of n-type polysilicon containing phosphorus (or arsenic) having a concentration of about 1 × 10 20 atoms · cm −3 or more. That is, a hetero junction of Si / SiGeC / Si is formed between the emitter operation region, the internal base layer, and the collector. The external base layer 114 has a concentration of about 1 × 10
The outer base layer 114 is made of polysilicon containing 20 atoms · cm −3 boron, and the inner base layer 11
It functions as a contact region for 2a. Further, the external base layer 114 and the collector 111 are connected to each other by the first insulating film 115.
3 are electrically insulated from each other by the second insulating film 116.

【0056】なお、コレクタ111は、n型不純物(ア
ンチモン)の濃度が内部ベース層112aから遠ざかる
に従い高濃度となるレトログレード構造を有している。
また、内部ベース層112aにおいて、Ge(又はGe
及びC)の含有率がコレクタ111から遠ざかるほど小
さくなる傾斜組成となっており、内部ベース層112a
における電子の移動度が高められる構造となっている。
ただし、コレクタ111におけるレトログレードや内部
ベース層112aにおける傾斜組成は必ずしも設ける必
要はない。
The collector 111 has a retrograde structure in which the concentration of the n-type impurity (antimony) increases as the distance from the internal base layer 112a increases.
In the internal base layer 112a, Ge (or Ge) is used.
And C) have a gradient composition in which the content decreases as the distance from the collector 111 increases.
Has a structure in which the mobility of electrons in the substrate is increased.
However, it is not always necessary to provide a retrograde in the collector 111 or a gradient composition in the internal base layer 112a.

【0057】次に、本実施形態の横型ヘテロバイポーラ
トランジスタの製造方法について、簡単に説明する。
Next, a brief description will be given of a method of manufacturing the lateral hetero bipolar transistor of the present embodiment.

【0058】本実施形態においても、横型ヘテロバイポ
ーラトランジスタの平面形状は第1の実施形態と異なる
が、基本的な製造工程は、上記第1の実施形態と同じで
ある。すなわち、Si基板、BOX層及びSi膜により
構成されるSOI基板を形成した後、Si膜をパターニ
ングして、コレクタ111のメサ部を形成する。このと
き、第1の実施形態と同じ処理により、コレクタ111
の中央部の側面を非常に平滑な(111)面とすること
ができる。次に、コレクタ111のメサ部の他の側面を
第1の絶縁膜115で覆い、一の側面のみを露出させて
から、CVD又はUHV−CVDにより、この一の側面
上に、コレクタ111の一部となるアンドープSi層を
エピタキシャル成長させる。次に、このアンドープSi
層の上にCの含有率が2%でGeの含有率が傾斜してい
るSiGeC層をエピタキシャル成長させた後、さら
に、アンドープSi層を形成することにより、SiGe
C/Si層112を形成する。その後、基板上にポリシ
リコン膜を堆積した後、これをエッチバックして平坦化
する。また、ポリシリコン膜のうち外部ベース層114
となる部分にはボロンイオンを注入し、エミッタ113
となる部分にはリンイオンを注入してから、ポリシリコ
ン膜のパターニングと絶縁体の埋め込みとを行なって、
エミッタ113と外部ベース層114とを第2の絶縁膜
116により互いに電気的に絶縁状態にする。
Also in this embodiment, the planar shape of the lateral hetero bipolar transistor is different from that of the first embodiment, but the basic manufacturing process is the same as that of the first embodiment. That is, after forming an SOI substrate composed of a Si substrate, a BOX layer and a Si film, the mesa portion of the collector 111 is formed by patterning the Si film. At this time, by the same processing as in the first embodiment, the collector 111
Can be made a very smooth (111) plane. Next, the other side surface of the mesa portion of the collector 111 is covered with the first insulating film 115 and only one side surface is exposed, and then the collector 111 is placed on the one side surface by CVD or UHV-CVD. An undoped Si layer as a part is epitaxially grown. Next, this undoped Si
After epitaxially growing a SiGeC layer having a C content of 2% and an inclined Ge content on the layer, an undoped Si layer is further formed to form a SiGeC layer.
A C / Si layer 112 is formed. Then, after depositing a polysilicon film on the substrate, the polysilicon film is etched back and flattened. The external base layer 114 of the polysilicon film
Boron ions are implanted into
After phosphorus ions are implanted into the parts to be patterned, the polysilicon film is patterned and the insulator is buried,
The emitter 113 and the external base layer 114 are electrically insulated from each other by the second insulating film 116.

【0059】その後、イオン注入された不純物を活性化
するための熱処理(アニール)を行なう。この熱処理に
より、エミッタ113のポリシリコン中にドープされた
リンなどのn型不純物がエミッタ動作領域112bのア
ンドープシリコンまで拡散して、npnバイポーラトラ
ンジスタのエミッタ領域として機能することになる。ま
た、エピタキシャル層のうちコレクタ111の一部とな
るSi層には、コレクタ111のメサ部からアンチモン
(Sb)が拡散してレトログレードの不純物濃度プロフ
ァイルが形成される。
Thereafter, heat treatment (annealing) for activating the ion-implanted impurities is performed. By this heat treatment, n-type impurities such as phosphorus doped in the polysilicon of the emitter 113 diffuse to the undoped silicon of the emitter operation region 112b, and function as an emitter region of the npn bipolar transistor. Antimony (Sb) diffuses from the mesa portion of the collector 111 in the Si layer which is a part of the collector 111 in the epitaxial layer, thereby forming a retrograde impurity concentration profile.

【0060】本実施形態においても、上記製造工程にお
ける不純物の注入条件や注入されるイオンの種類は、上
記第1の実施形態と同じである。
Also in the present embodiment, the conditions for implanting impurities and the types of ions to be implanted in the above manufacturing process are the same as those in the first embodiment.

【0061】本実施形態においても、上記第1の実施形
態と基本的には同じ効果が得られるが、電極とのコンタ
クトを考慮すると、第1の実施形態の方がバイポーラト
ランジスタ全体の面積がより小さくて済むという利点が
ある。
In this embodiment, basically, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. However, considering the contact with the electrodes, the first embodiment has a larger area of the entire bipolar transistor. There is an advantage that it can be small.

【0062】(第3の実施形態)図6(a),(b)
は、本発明の第3の実施形態の横型ヘテロバイポーラト
ランジスタの平面図及び断面図である。
(Third Embodiment) FIGS. 6A and 6B
FIGS. 4A and 4B are a plan view and a sectional view of a lateral heterobipolar transistor according to a third embodiment of the present invention. FIGS.

【0063】図6(a),(b)に示すように、本実施
形態の横型ヘテロバイポーラトランジスタは、Si基板
250と、Si基板250の上に設けられたシリコン酸
化膜からなるBOX層251と、BOX層251の上に
設けられた半導体層252とを備え、いわゆるSOI構
造となっている。そして、半導体層252には、平面形
状が直線状の平面構造を有するp型SiGe層からなる
内部ベース層202aが設けられており、内部ベース層
202aの両側に、n型単結晶シリコンからなるコレク
タ201aと、n型単結晶シリコンからなるエミッタ2
03aとが設けられている。また、本実施形態の横型ヘ
テロバイポーラトランジスタは、半導体層252の上を
覆う酸化膜206と、酸化膜206の開口部を介して内
部ベース層202aに接触するp型ポリシリコンからな
る外部ベース層202bと、酸化膜206及びコレクタ
201aに形成された溝に埋め込まれたn型ポリシリコ
ンからなるコレクタコンタクト201bと、酸化膜20
6及びエミッタ203aに形成された溝に埋め込まれた
n型ポリシリコンからなるエミッタコンタクト203b
とを備えている。
As shown in FIGS. 6A and 6B, the lateral hetero-bipolar transistor of this embodiment has a Si substrate 250 and a BOX layer 251 made of a silicon oxide film provided on the Si substrate 250. , A semiconductor layer 252 provided on the BOX layer 251, and has a so-called SOI structure. The semiconductor layer 252 is provided with an internal base layer 202a made of a p-type SiGe layer having a linear planar structure, and a collector made of n-type single crystal silicon is provided on both sides of the internal base layer 202a. 201a and an emitter 2 made of n-type single crystal silicon
03a. Further, the lateral heterobipolar transistor of this embodiment has an oxide film 206 covering the semiconductor layer 252 and an external base layer 202b made of p-type polysilicon contacting the internal base layer 202a through the opening of the oxide film 206. A collector contact 201b made of n-type polysilicon buried in a groove formed in oxide film 206 and collector 201a;
6 and an emitter contact 203b made of n-type polysilicon buried in a groove formed in the emitter 203a.
And

【0064】本実施形態においては、コレクタ201及
びエミッタ203の主面は(100)面であるが、第
1,第2の実施形態と同様にコレクタ201及びエミッ
タ203の主面を(110)面として側面を平滑な(1
11)面としてもよい。コレクタ201及びエミッタ2
03には、濃度約1×1018atoms ・cm-3のリンがド
ープされている。また、本実施形態においては、内部ベ
ース層202aは、濃度が約5×1018atoms ・cm-3
のボロンを含み、組成がSi0.7 Ge0.3 で表されるS
iGe層によって構成されているが、Cを微量(例えば
2%程度)含ませてもよい、Cを微量でも含むことによ
り、特に不純物の拡散を防止する効果が大きくなる。コ
レクタコンタクト201b,エミッタコンタクト203
b及び外部ベース層202bには、濃度約1×1020at
oms ・cm-3以上のリンがドープされている。
In this embodiment, the main surfaces of the collector 201 and the emitter 203 are (100) planes, but the main surfaces of the collector 201 and the emitter 203 are (110) planes as in the first and second embodiments. As the side is smooth (1
11) It may be a surface. Collector 201 and emitter 2
03 is doped with phosphorus at a concentration of about 1 × 10 18 atoms · cm −3 . In the present embodiment, the concentration of the internal base layer 202a is about 5 × 10 18 atoms · cm −3.
Containing boron and having a composition represented by Si 0.7 Ge 0.3
Although composed of an iGe layer, a small amount of C (for example, about 2%) may be contained. By including a small amount of C, the effect of preventing diffusion of impurities is particularly increased. Collector contact 201b, emitter contact 203
b and the external base layer 202b have a concentration of about 1 × 10 20 at
oms · cm -3 or more of phosphorus is doped.

【0065】次に、本実施形態の横型ヘテロバイポーラ
トランジスタの製造工程について、図7(a)〜(e)
を参照しながら説明する。図7(a)〜(e)は、本実
施形態の横型ヘテロバイポーラトランジスタの製造工程
を示す断面図である。
Next, the manufacturing process of the lateral hetero bipolar transistor of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. 7A to 7E are cross-sectional views illustrating the steps of manufacturing the lateral hetero bipolar transistor of the present embodiment.

【0066】まず、図7(a)に示す工程で、Si基板
250と、シリコン酸化膜からなるBOX層251と、
BOX層251の上に形成されたSi膜(半導体層)と
により構成されるSOI基板を形成する。半導体層25
2の厚みは約200nmで、半導体層252内には、濃
度が約1×1018atoms ・cm-3のリンがドープされて
いる。
First, in the step shown in FIG. 7A, a Si substrate 250, a BOX layer 251 made of a silicon oxide film,
An SOI substrate composed of a Si film (semiconductor layer) formed on the BOX layer 251 is formed. Semiconductor layer 25
2 has a thickness of about 200 nm, and the semiconductor layer 252 is doped with phosphorus having a concentration of about 1 × 10 18 atoms · cm −3 .

【0067】次に、図7(b)に示す工程で、半導体層
252の上に酸化膜206を形成し、酸化膜206の中
央部にスリット207を形成した後、図7(c)に示す
工程で、スリット207を半導体層252まで貫通させ
る。
Next, in the step shown in FIG. 7B, an oxide film 206 is formed on the semiconductor layer 252, and a slit 207 is formed at the center of the oxide film 206, and then, as shown in FIG. In the step, the slit 207 is penetrated to the semiconductor layer 252.

【0068】次に、図7(d)に示す工程で、CVD又
はUHV−CVDにより、スリット207の両側からS
0.7 Ge0.3 をエピタキシャル成長させて、スリット
207の中央で合体させてスリット207内を埋め込ん
でなる内部エミッタ層202aを形成する。このとき、
in-situ ドープにより、内部エミッタ層202aに濃度
約5×1018atoms ・cm-3のボロンを含ませる。その
後、酸化膜206のうちスリットから約200nm離れ
た両側の領域にドライエッチングにより溝を形成し、さ
らに、ウエットエッチングにより半導体層252にまで
拡大した溝208,209を形成する。このとき、ウエ
ットエッチングの等方性エッチング作用によって、溝2
08,209が横方向に拡大し、その端部がスリット2
07の位置から約100nmの位置まで達する。
Next, in the step shown in FIG. 7D, S or S is applied from both sides of the slit 207 by CVD or UHV-CVD.
i 0.7 Ge 0.3 is epitaxially grown, and united at the center of the slit 207 to form an internal emitter layer 202 a buried in the slit 207. At this time,
Boron having a concentration of about 5 × 10 18 atoms · cm −3 is contained in the internal emitter layer 202a by in-situ doping. After that, grooves are formed by dry etching in regions on both sides of the oxide film 206 that are about 200 nm away from the slits, and the grooves 208 and 209 that are enlarged to the semiconductor layer 252 are formed by wet etching. At this time, the grooves 2 are formed by the isotropic etching action of the wet etching.
08, 209 expands in the horizontal direction, and the end is slit 2
From the position of 07 to the position of about 100 nm.

【0069】次に、図7(e)に示す工程で、溝20
8,209内にアルミニウムなどの金属を埋め込んで、
コレクタコンタクト201b及びエミッタコンタクト2
03bを形成する。さらに、基板上に、高濃度にボロン
がドープされたポリシリコン膜を堆積した後、これをパ
ターニングして、スリット207において内部ベース層
202aと接触する外部ベース層202bを形成する。
Next, in the step shown in FIG.
Embedding a metal such as aluminum in 8,209,
Collector contact 201b and emitter contact 2
03b is formed. Further, after depositing a polysilicon film doped with boron at a high concentration on the substrate, the polysilicon film is patterned to form an external base layer 202b that is in contact with the internal base layer 202a at the slit 207.

【0070】本実施形態の横型ヘテロバイポーラトラン
ジスタによると、内部ベース層202aがエピタキシャ
ル成長によって形成されたSiGe層によって構成され
ているので、上述のように、比較的濃度プロファイルの
急峻なヘテロ接合を形成することができる。
According to the lateral hetero bipolar transistor of the present embodiment, since the internal base layer 202a is constituted by the SiGe layer formed by epitaxial growth, a heterojunction having a relatively steep concentration profile is formed as described above. be able to.

【0071】加えて、本実施形態の方法によると、内部
ベース層202aと外部ベース層202Bとがセルフア
ラインで接続されるので、寄生抵抗が小さくなり、特に
寄生容量を顕著に低減することができる。また、コレク
タコンタクト201bやエミッタコンタクト203bを
埋め込み金属により構成することができるので、各コン
タクトの寄生抵抗も小さくなり、特性のよい横型ヘテロ
バイポーラトランジスタを形成することができる。
In addition, according to the method of the present embodiment, since the internal base layer 202a and the external base layer 202B are connected in a self-aligned manner, the parasitic resistance is reduced, and especially the parasitic capacitance can be significantly reduced. . Further, since the collector contact 201b and the emitter contact 203b can be made of a buried metal, the parasitic resistance of each contact is reduced, and a lateral hetero-bipolar transistor having good characteristics can be formed.

【0072】(第4の実施形態)図8は、本発明の第4
の実施形態の横形ヘテロバイポーラトランジスタの平面
図である。本実施形態においては、平面図は省略する
が、本実施形態の横型ヘテロバイポーラトランジスタ
は、上記第3の実施形態と基本的に同じ平面構造を有し
ている。
(Fourth Embodiment) FIG. 8 shows a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a plan view of a lateral heterobipolar transistor according to the embodiment. Although a plan view is omitted in the present embodiment, the lateral heterobipolar transistor of the present embodiment has basically the same planar structure as the third embodiment.

【0073】図8に示すように、本実施形態の横型ヘテ
ロバイポーラトランジスタは、第3の実施形態と基本的
には同じ構造を有しているが、エミッタ203aとコレ
クタ201aとにおける不純物濃度が互いに異なってい
る。そして、その他の構造は、第3の実施形態と同じで
ある。
As shown in FIG. 8, the lateral heterobipolar transistor of the present embodiment has basically the same structure as that of the third embodiment, but the impurity concentrations of the emitter 203a and the collector 201a are different from each other. Is different. The other structure is the same as that of the third embodiment.

【0074】すなわち、本実施形態においては、エミッ
タ203aには約1×1020atoms・cm-3以上の高濃
度のアンチモン(Sb)がドープされており、コレクタ
201aには約1×1017atoms ・cm-3の比較的低濃
度のアンチモン(Sb)がドープされている。このよう
にエミッタ203aとコレクタ201aとでそれぞれ最
適な濃度に不純物をドープすることにより、エミッタ2
03aから内部ベース層202aを経てコレクタ201
aに電子を効率よく注入することができ、本実施形態に
おいては、上記第3の実施形態の効果に加えて、高速か
つ高利得なトランジスタ動作が実現できる。
That is, in the present embodiment, the emitter 203a is doped with antimony (Sb) at a high concentration of about 1 × 10 20 atoms · cm −3 or more, and the collector 201a is doped with about 1 × 10 17 atoms. -A relatively low concentration of antimony (Sb) of cm -3 is doped. As described above, the emitter 203a and the collector 201a are each doped with an impurity to an optimum concentration, so that the emitter 2
03a through the internal base layer 202a to the collector 201
Electrons can be efficiently injected into a, and in this embodiment, in addition to the effects of the third embodiment, a high-speed and high-gain transistor operation can be realized.

【0075】次に、本実施形態の横型ヘテロバイポーラ
トランジスタの製造工程について、図9(a)〜(e)
を参照しながら説明する。図9(a)〜(e)は、本実
施形態の横型ヘテロバイポーラトランジスタの製造工程
を示す断面図である。
Next, the manufacturing process of the lateral hetero bipolar transistor of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. FIGS. 9A to 9E are cross-sectional views illustrating the manufacturing steps of the lateral heterobipolar transistor of the present embodiment.

【0076】まず、図9(a)に示す工程で、Si基板
250と、シリコン酸化膜からなるBOX層251と、
BOX層251の上に形成されたSi膜(半導体層)と
により構成されるSOI基板を形成する。半導体層25
2の厚みは約200nmである。そして、半導体層25
2の上に、エミッタ形成領域コレクタ形成領域を合わせ
た領域よりも広い開口部を有するレジストマスク220
を形成し、このレジストマスク220の上方から半導体
層252内に、アンチモン(Sb)イオンを半導体層2
52内における濃度が約1×1017atoms ・cm-3にな
る条件で注入する。この工程により、半導体層252内
には、後にコレクタとなる低濃度不純物注入領域210
と、後にエミッタとなる高濃度不純物注入領域211と
が形成される。
First, in the step shown in FIG. 9A, a Si substrate 250, a BOX layer 251 made of a silicon oxide film,
An SOI substrate composed of a Si film (semiconductor layer) formed on the BOX layer 251 is formed. Semiconductor layer 25
2 has a thickness of about 200 nm. Then, the semiconductor layer 25
2, a resist mask 220 having an opening wider than a region including the emitter formation region and the collector formation region
Is formed, and antimony (Sb) ions are implanted into the semiconductor layer 252 from above the resist mask 220.
The implantation is performed under the condition that the concentration in the region 52 becomes about 1 × 10 17 atoms · cm −3 . By this step, the low-concentration impurity-implanted region 210 to be a collector later is formed in the semiconductor layer 252.
Then, a high-concentration impurity implantation region 211 to be an emitter later is formed.

【0077】次に、図9(b)に示す工程で、半導体層
252の上に酸化膜206を形成し、酸化膜206の上
に、アンチモンイオンを注入した領域のうちエミッタ形
成領域を含み、かつ、ベース形成用スリットを形成する
領域とオーバーラップする開口部を有するレジストマス
ク221を形成し、このレジストマスク221の上方か
ら半導体層252内に、アンチモン(Sb)イオンを半
導体層252内における濃度が約1×1020atoms ・c
-3になる条件で注入する。
Next, in a step shown in FIG. 9B, an oxide film 206 is formed on the semiconductor layer 252, and the oxide film 206 includes an emitter forming region of a region into which antimony ions have been implanted. Further, a resist mask 221 having an opening overlapping with a region for forming a slit for forming a base is formed, and antimony (Sb) ions are doped into the semiconductor layer 252 from above the resist mask 221 in the semiconductor layer 252. Is about 1 × 10 20 atoms · c
The injection is performed under the condition of m- 3 .

【0078】その後、図9(c)に示す工程で、酸化膜
206の中央部にスリット207を形成した後、図9
(d)に示す工程で、スリット207を半導体層252
まで貫通させる。
Thereafter, in the step shown in FIG. 9C, a slit 207 is formed at the center of the oxide
In the step shown in FIG. 4D, the slit 207 is formed in the semiconductor layer 252.
Through.

【0079】次に、図9(e)に示す工程で、CVD又
はUHV−CVDにより、スリット207の両側からS
0.7 Ge0.3 をエピタキシャル成長させて、スリット
207の中央で合体させてスリット207内を埋め込ん
でなる内部エミッタ層202aを形成する。このとき、
in-situ ドープにより、内部エミッタ層202aに濃度
約5×1018atoms ・cm-3のボロンを含ませる。その
後、酸化膜206のうちスリットから約200nm離れ
た両側の領域にドライエッチングにより溝を形成し、さ
らに、ウエットエッチングにより、半導体層252及び
低濃度不純物注入領域210にまで拡大した溝208
と、半導体層252及び高濃度不純物注入領域211に
まで拡大した溝209とを形成する。このとき、ウエッ
トエッチングの等方性エッチング作用によって、溝20
8,209が横方向に拡大し、その端部がスリット20
7の位置から約100nmの位置まで達する。
Next, in the step shown in FIG. 9E, S or S is applied from both sides of the slit 207 by CVD or UHV-CVD.
i 0.7 Ge 0.3 is epitaxially grown, and united at the center of the slit 207 to form an internal emitter layer 202 a buried in the slit 207. At this time,
Boron having a concentration of about 5 × 10 18 atoms · cm −3 is contained in the internal emitter layer 202a by in-situ doping. Thereafter, a groove is formed by dry etching in a region on both sides of the oxide film 206 which is about 200 nm away from the slit, and further a groove 208 expanded to the semiconductor layer 252 and the lightly doped region 210 by wet etching.
And a groove 209 that extends to the semiconductor layer 252 and the high-concentration impurity implantation region 211. At this time, the grooves 20 are formed by the isotropic etching action of the wet etching.
8 and 209 are expanded in the horizontal direction, and the ends thereof are slits 20.
7 to a position of about 100 nm.

【0080】次に、図9(f)に示す工程で、溝20
8,209内にアルミニウムなどの金属を埋め込んで、
コレクタコンタクト201b及びエミッタコンタクト2
03bを形成する。さらに、基板上に、高濃度にボロン
がドープされたポリシリコン膜を堆積した後、これをパ
ターニングして、スリット207において内部ベース層
202aと接触する外部ベース層202bを形成する。
Next, in the step shown in FIG.
Embedding a metal such as aluminum in 8,209,
Collector contact 201b and emitter contact 2
03b is formed. Further, after depositing a polysilicon film doped with boron at a high concentration on the substrate, the polysilicon film is patterned to form an external base layer 202b that is in contact with the internal base layer 202a at the slit 207.

【0081】本実施形態の横型ヘテロバイポーラトラン
ジスタによると、エミッタ203a,コレクタ201a
の不純物濃度を、バイポーラトランジスタの動作により
適した濃度に調整することができるので、上記第3の実
施形態と同じ効果に加えて、簡単な工程により、エミッ
タ203a、コレクタ201aの濃度が互いに異なる不
純物濃度プロファイルを実現することができる。
According to the lateral hetero bipolar transistor of this embodiment, the emitter 203a and the collector 201a
Can be adjusted to a concentration more suitable for the operation of the bipolar transistor. In addition to the same effects as in the third embodiment, the impurity concentration of the emitter 203a and the collector 201a are different from each other by a simple process. A density profile can be realized.

【0082】[0082]

【発明の効果】以上のように、本発明はSOI基板上に
簡単な工程によりSiGeCのベースを有してかつ寄生
容量や寄生抵抗の小さな高速動作の可能な横型へテロバ
イポーラトランジスタを形成することができる。
As described above, the present invention is to form a lateral heterobipolar transistor having a SiGeC base and having a small parasitic capacitance and parasitic resistance and capable of high-speed operation on an SOI substrate by a simple process. Can be.

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

【図1】(a),(b)は、本発明の第1の実施形態の
横型へテロバイポーラトランジスタの平面図及び斜視図
である。
FIGS. 1A and 1B are a plan view and a perspective view of a lateral heterobipolar transistor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】(a)〜(h)は、本発明の第1の実施形態の
横形ヘテロバイポーラトランジスタの製造方法を示す断
面図である。
FIGS. 2A to 2H are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a lateral heterobipolar transistor according to the first embodiment of the present invention.

【図3】(a),(b)は、第1の実施形態の横型ヘテ
ロバイポーラトランジスタの図2(h)に示す領域Aに
おける横方向の不純物プロファイルを説明するための図
である。
FIGS. 3A and 3B are diagrams for explaining a lateral impurity profile in a region A shown in FIG. 2H of the lateral heterobipolar transistor according to the first embodiment;

【図4】(a),(b)は、第1の実施形態の横型ヘテ
ロバイポーラトランジスタの図2(h)に示す領域Bに
おける横方向の不純物プロファイルを説明するための図
である。
FIGS. 4A and 4B are diagrams for explaining a lateral impurity profile in a region B shown in FIG. 2H of the lateral heterobipolar transistor according to the first embodiment;

【図5】第2の実施形態の横型ヘテロバイポーラトラン
ジスタの平面図である。
FIG. 5 is a plan view of a lateral heterobipolar transistor according to a second embodiment.

【図6】(a),(b)は、第3の実施形態の横型ヘテ
ロバイポーラトランジスタの平面図及び断面図である。
FIGS. 6A and 6B are a plan view and a cross-sectional view of a lateral heterobipolar transistor according to a third embodiment.

【図7】(a)〜(e)は、第3の実施形態の横型ヘテ
ロバイポーラトランジスタの製造工程を示す断面図であ
る。
FIGS. 7A to 7E are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of the lateral hetero-bipolar transistor according to the third embodiment.

【図8】第4の実施形態の横形ヘテロバイポーラトラン
ジスタの平面図である。
FIG. 8 is a plan view of a lateral heterobipolar transistor according to a fourth embodiment.

【図9】(a)〜(e)は、第4の実施形態の横型ヘテ
ロバイポーラトランジスタの製造工程を示す断面図であ
る。
FIGS. 9A to 9E are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of the lateral hetero bipolar transistor according to the fourth embodiment.

【図10】(a),(b)は、従来の文献中の横形バイ
ポーラトランジスタの平面図及び断面図である。
FIGS. 10A and 10B are a plan view and a cross-sectional view of a horizontal bipolar transistor in a conventional document.

【図11】(a)〜(e)は、従来の文献中の横形バイ
ポーラトランジスタの製造工程を示す断面図である。
FIGS. 11A to 11E are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a horizontal bipolar transistor in a conventional document.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 コレクタ 102a 内部ベース層 102b エミッタ動作領域 103 エミッタ 104 外部ベース層 105 p型ポリシリコン層 111 コレクタ 112a 内部ベース層 112b エミッタ動作領域 113 外部ベース層 114 エミッタ 115 p型ポリシリコン層 150 Si基板 151 BOX層 152 半導体層 160 ポリシリコン膜 161 酸化膜 201a コレクタ 201b コレクタコンタクト 202a 内部ベース層 202b 外部ベース層 203a エミッタ 203b エミッタコンタクト 206 酸化膜 207 スリット 250 Si基板 251 BOX層 252 半導体層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Collector 102a Internal base layer 102b Emitter operation area 103 Emitter 104 External base layer 105 P-type polysilicon layer 111 Collector 112a Internal base layer 112b Emitter operation area 113 External base layer 114 Emitter 115 p-type polysilicon layer 150 Si substrate 151 BOX layer 152 semiconductor layer 160 polysilicon film 161 oxide film 201a collector 201b collector contact 202a internal base layer 202b external base layer 203a emitter 203b emitter contact 206 oxide film 207 slit 250 Si substrate 251 BOX layer 252 semiconductor layer

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁層を有する基板と、 上記絶縁層の上に設けられたメサ状の第1の半導体層
と、 上記第1の半導体層の側面にエピタキシャル成長により
形成され、上記第1の半導体層とはバンドギャップが異
なる第2の半導体層と、 上記第2の半導体層の側面上にエピタキシャル成長によ
り形成され、上記第2の半導体層とはバンドギャップが
異なる第3の半導体層とを備え、 上記第2の半導体層の少なくとも一部が第2導電型の内
部ベース層となっていることを特徴とする横型ヘテロバ
イポーラトランジスタ。
A substrate having an insulating layer; a first mesa-shaped semiconductor layer provided on the insulating layer; and a first semiconductor formed by epitaxial growth on a side surface of the first semiconductor layer. A second semiconductor layer having a band gap different from that of the layer; and a third semiconductor layer formed by epitaxial growth on a side surface of the second semiconductor layer and having a different band gap from the second semiconductor layer. A lateral hetero-bipolar transistor, wherein at least a part of the second semiconductor layer is an internal base layer of a second conductivity type.
【請求項2】 請求項1記載の横型ヘテロバイポーラト
ランジスタにおいて、 少なくとも上記第1の半導体層が第1導電型のコレクタ
となり、上記第3の半導体層の少なくとも一部が第1導
電型のエミッタ動作領域となっていることを特徴とする
横型ヘテロバイポーラトランジスタ。
2. The lateral hetero-bipolar transistor according to claim 1, wherein at least said first semiconductor layer serves as a collector of a first conductivity type, and at least a part of said third semiconductor layer operates as an emitter of a first conductivity type. A lateral hetero-bipolar transistor characterized by being a region.
【請求項3】 請求項1又は2記載の横型ヘテロバイポ
ーラトランジスタにおいて、 上記第2の半導体層に接触する第2導電型の外部ベース
層をさらに備えていることを特徴とする横型ヘテロバイ
ポーラトランジスタ。
3. The lateral hetero-bipolar transistor according to claim 1, further comprising a second conductivity type external base layer in contact with said second semiconductor layer.
【請求項4】 請求項1又は2記載の横型ヘテロバイポ
ーラトランジスタにおいて、 上記第2の半導体層のバンドギャップが上記第3の半導
体層のバンドギャップよりも小さいことを特徴とする横
型ヘテロバイポーラトランジスタ。
4. The lateral hetero-bipolar transistor according to claim 1, wherein a band gap of the second semiconductor layer is smaller than a band gap of the third semiconductor layer.
【請求項5】 請求項1〜4のうちいずれか1つに記載
の横型ヘテロバイポーラトランジスタにおいて、 上記第1及び第3の半導体層はシリコン層により構成さ
れ、 上記第2の半導体層は、Si,Ge及びCのうち少なく
ともいずれか2つを含む合金により構成されていること
を特徴とする横型ヘテロバイポーラトランジスタ。
5. The lateral hetero-bipolar transistor according to claim 1, wherein said first and third semiconductor layers are made of a silicon layer, and said second semiconductor layer is made of Si. , Ge and C are made of an alloy containing at least two of them.
【請求項6】 請求項1〜5のうちいずれか1つに記載
の横型ヘテロバイポーラトランジスタにおいて、 上記第1の半導体層の主面は{110}面であり、上記
第1の半導体層の上記第2の半導体層と接する側面は
{111}面であることを特徴とする横型ヘテロバイポ
ーラトランジスタ。
6. The lateral hetero-bipolar transistor according to claim 1, wherein a main surface of said first semiconductor layer is a {110} plane, and said first semiconductor layer has a main surface of {110}. A lateral heterobipolar transistor, wherein a side surface in contact with the second semiconductor layer is a {111} plane.
【請求項7】 絶縁層上に半導体層が設けられてなる基
板の上記半導体層の上にエッチングマスクを形成する工
程(a)と、 上記エッチングマスクを用い、ドライエッチングを含む
エッチングにより上記半導体層をパターニングしてメサ
状の第1の半導体層を形成する工程(b)と、 上記第1の半導体層の少なくとも1つの側面上に、上記
第1の半導体層とはバンドギャップが異なる第2の半導
体層をエピタキシャル成長させる工程(c)と、 上記第2の半導体層の側面上に、上記第2の半導体層と
はバンドギャップが異なる第3の半導体層をエピタキシ
ャル成長させる工程(d)とを含み、 少なくとも上記第1の半導体層を第1導電型のコレクタ
として機能させ、上記第2の半導体層の少なくとも一部
を第2導電型の内部ベース層として機能させ、上記第3
の半導体層の少なくとも一部を第1導電型のエミッタ動
作領域として機能させることを特徴とする横型ヘテロバ
イポーラトランジスタの製造方法。
7. A step (a) of forming an etching mask on the semiconductor layer of a substrate having a semiconductor layer provided on an insulating layer, and etching the semiconductor layer by dry etching using the etching mask. (B) forming a first semiconductor layer in the shape of a mesa by patterning the first semiconductor layer; and forming a second semiconductor layer having a band gap different from that of the first semiconductor layer on at least one side surface of the first semiconductor layer. (C) epitaxially growing a semiconductor layer; and (d) epitaxially growing a third semiconductor layer having a band gap different from that of the second semiconductor layer on a side surface of the second semiconductor layer. At least the first semiconductor layer functions as a collector of a first conductivity type, and at least a part of the second semiconductor layer functions as an internal base layer of a second conductivity type. Is capacity, the third
Characterized in that at least a part of the semiconductor layer of (1) functions as a first-conductivity-type emitter operation region.
【請求項8】 請求項7記載の横型ヘテロバイポーラト
ランジスタの製造方法において、 上記工程(b)では、ドライエッチングにより上記半導
体層をエッチングマスクの形状にパターニングした後、
上記エッチングマスクを残したままでパターニングされ
た上記半導体層の側部をウエットエッチングすることに
より、上記第1の半導体層を形成することを特徴とする
横型ヘテロバイポーラトランジスタの製造方法。
8. The method of manufacturing a lateral heterobipolar transistor according to claim 7, wherein in the step (b), the semiconductor layer is patterned into an etching mask shape by dry etching.
A method for manufacturing a lateral hetero-bipolar transistor, wherein the first semiconductor layer is formed by wet-etching a side portion of the patterned semiconductor layer while leaving the etching mask.
【請求項9】 請求項7又は8記載の横型ヘテロバイポ
ーラトランジスタの製造方法において、 上記工程(d)の後に、基板上に多結晶半導体膜を堆積
する工程(e)と、 上記多結晶半導体膜をCMPにより平坦化して、少なく
とも上記第3の半導体層に接するエミッタを形成する工
程(f)とをさらに含むことを特徴とする横型ヘテロバ
イポーラトランジスタの製造方法。
9. The method for manufacturing a lateral heterobipolar transistor according to claim 7, wherein, after the step (d), a step (e) of depositing a polycrystalline semiconductor film on a substrate; (F) planarizing by CMP to form at least an emitter in contact with the third semiconductor layer.
【請求項10】 請求項7記載の横型ヘテロバイポーラ
トランジスタの製造方法において、 上記工程(e)の際又は後に、上記多結晶半導体膜の第
1の領域には第1導電型不純物を、第2の領域には第2
導電型不純物をそれぞれ導入し、上記多結晶半導体膜の
うち少なくとも上記第1、第2の領域の間に位置する部
分を除去して、上記第3の半導体層に接触するエミッタ
を上記第1の領域から形成する一方、上記第2の半導体
層に接触する外部ベース層を上記第2の領域から形成す
る工程(g)をさらに含むことを特徴とする横型ヘテロ
バイポーラトランジスタの製造方法。
10. The method for manufacturing a lateral heterobipolar transistor according to claim 7, wherein a first conductivity type impurity is added to the first region of the polycrystalline semiconductor film during or after the step (e). In the area of the second
Impurities of the conductivity type are respectively introduced, at least a portion of the polycrystalline semiconductor film located between the first and second regions is removed, and an emitter in contact with the third semiconductor layer is removed from the first semiconductor layer. A method of manufacturing a lateral heterobipolar transistor, further comprising a step (g) of forming an external base layer in contact with the second semiconductor layer from the second region, while forming the external base layer from the second region.
【請求項11】 請求項10記載の横型ヘテロバイポー
ラトランジスタの製造方法において、 上記不純物の導入は、マスクを用いたイオン注入により
行なわれることを特徴とする横型ヘテロバイポーラトラ
ンジスタの製造方法。
11. The method for manufacturing a lateral hetero bipolar transistor according to claim 10, wherein the introduction of the impurity is performed by ion implantation using a mask.
【請求項12】 請求項11記載の横型ヘテロバイポー
ラトランジスタの製造方法において、 上記工程(g)は、ウェットエッチングにより行なわれ
ることを特徴とする横型ヘテロバイポーラトランジスタ
の製造方法。
12. The method according to claim 11, wherein the step (g) is performed by wet etching.
【請求項13】 請求項7〜12のうちいずれか1つに
記載の横型ヘテロバイポーラトランジスタの製造方法に
おいて、 上記工程(a)では、上記絶縁層上の半導体層として主
面が{110}面であるものを用い、かつ、上記工程
(b)において、上記第1の半導体層の上記第2の半導
体層と接する側面が{111}面となるように上記エッ
チングマスクを形成することを特徴とする横型ヘテロバ
イポーラトランジスタの製造方法。
13. The method for manufacturing a lateral heterobipolar transistor according to claim 7, wherein in the step (a), a main surface of the semiconductor layer on the insulating layer is a {110} plane. And in the step (b), the etching mask is formed such that a side surface of the first semiconductor layer in contact with the second semiconductor layer becomes a {111} plane. Of manufacturing a lateral hetero bipolar transistor.
【請求項14】 請求項7〜12のうちいずれか1つに
記載の横型ヘテロバイポーラトランジスタの製造方法に
おいて、 上記ステップ(b)では、エチレンジアミン、ピロカテ
コール、KOH、ヒドラジンのうち少なくともいずれか
1つを含むエッチング液を用いる結晶異方性エッチング
を行うことを特徴とする横型ヘテロバイポーラトランジ
スタの製造方法。
14. The method for manufacturing a lateral heterobipolar transistor according to claim 7, wherein in the step (b), at least one of ethylenediamine, pyrocatechol, KOH, and hydrazine is used. A method for manufacturing a lateral hetero-bipolar transistor, comprising performing crystal anisotropic etching using an etching solution containing:
【請求項15】 絶縁層の上に設けられた横型ヘテロバ
イポーラトランジスタであって、 コレクタとなる第1の半導体層と、 上記第1の半導体層の少なくとも1つの側面と接して設
けられ、上記第1の半導体層よりもバンドギャップが小
さい内部ベース層となる第2の半導体層と、 上記第2の半導体層の側面に接して設けられ、上記第2
の半導体層よりもバンドギャップが大きいエミッタとな
る第3の半導体層と、 上記第1,第3の半導体層の側面に接触する第1の電極
及び第2の電極と、 上記第2の半導体層の上面に接して設けられた第3の電
極とを備えていることを特徴とする横型ヘテロバイポー
ラトランジスタ。
15. A lateral heterobipolar transistor provided on an insulating layer, wherein the first semiconductor layer serving as a collector is provided in contact with at least one side surface of the first semiconductor layer, and A second semiconductor layer serving as an internal base layer having a band gap smaller than that of the first semiconductor layer, and a second semiconductor layer provided in contact with a side surface of the second semiconductor layer;
A third semiconductor layer serving as an emitter having a band gap larger than that of the first and second semiconductor layers; a first electrode and a second electrode contacting side surfaces of the first and third semiconductor layers; And a third electrode provided in contact with the upper surface of the transistor.
【請求項16】 請求項15記載の横型ヘテロバイポー
ラトランジスタにおいて、 上記第1,第2の電極は金属により構成されていること
を特徴とする横型ヘテロバイポーラトランジスタ。
16. The lateral hetero bipolar transistor according to claim 15, wherein said first and second electrodes are made of metal.
【請求項17】 絶縁層上に第1導電型不純物を含む第
1の半導体層が設けられてなる基板の上記第1の半導体
層に第1導電型不純物を導入する工程(a)と、 上記第1の半導体層の上に幅が200nm以下のスリッ
トを有するエッチングマスクを形成する工程(b)と、 上記エッチングマスクを用いたエッチングにより、上記
半導体層の上記スリットの下方に位置する部分を除去し
て上記第1の半導体層を貫通する溝を形成する工程
(c)と、 上記第1の半導体層の上記溝の両側面から上記第1の半
導体層とはバンドギャップが異なる第2の半導体層を上
記溝を埋めるようにエピタキシャル成長させる工程
(d)と、 上記絶縁層のうち上記スリットの両側で上記第1の半導
体層の上方に位置する領域に開口部を形成する工程
(e)と、 上記絶縁層の上記開口部から上記第1の半導体層のウェ
ットエッチングを行なって空隙部を形成するとともに、
上記第2の半導体層の両側に上記第1の半導体層の各一
部を残す工程(f)と、 上記空隙部を埋める第1,第2の電極を形成する工程
(g)と、 上記絶縁層のスリットを埋めて上記第2の半導体層に接
触する第3の電極を形成する工程(h)とを含み、 上記第1の半導体層のうち上記第2の半導体層の両側に
残された上記各一部をコレクタ,エミッタ動作領域とし
てそれぞれ機能させ、上記第2の半導体層を内部ベース
層として機能させることを特徴とする横型ヘテロバイポ
ーラトランジスタの製造方法。
17. A step (a) of introducing a first conductivity type impurity into the first semiconductor layer of a substrate provided with a first semiconductor layer containing the first conductivity type impurity on an insulating layer; Step (b) of forming an etching mask having a slit with a width of 200 nm or less on the first semiconductor layer, and removing a portion of the semiconductor layer located below the slit by etching using the etching mask. (C) forming a groove penetrating the first semiconductor layer, and a second semiconductor having a band gap different from the first semiconductor layer from both side surfaces of the groove in the first semiconductor layer. (D) epitaxially growing a layer so as to fill the groove, and (e) forming an opening in a region of the insulating layer located above the first semiconductor layer on both sides of the slit. Up To form a void portion through the opening portion of the insulating layer by performing wet etching of the first semiconductor layer,
A step (f) of leaving each part of the first semiconductor layer on both sides of the second semiconductor layer, a step (g) of forming first and second electrodes for filling the voids, (H) forming a third electrode in contact with the second semiconductor layer by filling the slit of the layer, wherein the third electrode is left on both sides of the second semiconductor layer in the first semiconductor layer. A method for manufacturing a lateral hetero-bipolar transistor, wherein the respective portions function as collector and emitter operation regions, respectively, and the second semiconductor layer functions as an internal base layer.
【請求項18】 請求項17記載の横型ヘテロバイポー
ラトランジスタの製造方法において、 上記工程(f)では、エチレンジアミン,ピロカテコー
ル,KOH及びヒドラジンのうちの少なくともいずれか
1つを用いた結晶異方性エッチングを行うことを特徴と
する横型ヘテロバイポーラトランジスタの製造方法。
18. The method for manufacturing a lateral heterobipolar transistor according to claim 17, wherein in the step (f), a crystal anisotropic etching using at least one of ethylenediamine, pyrocatechol, KOH and hydrazine is performed. A method of manufacturing a lateral hetero-bipolar transistor.
【請求項19】 請求項17又は18記載の横型ヘテロ
バイポーラトランジスタの製造方法において、 上記工程(a)では、上記第1の半導体層に第1導電型
不純物イオンを注入する第1回目のイオン注入と、上記
第1の半導体層のうちの一部に上記第1回目のイオン注
入よりも高濃度の不純物イオンを注入する第2回目のイ
オン注入とを行ない、 上記コレクタを、上記第1の半導体層のうち上記第2回
目のイオン注入が行なわれずに上記第1回目のイオン注
入が行なわれた部分から形成し、 上記エミッタ動作領域を、上記第1の半導体層のうち上
記第1,第2回目のイオン注入が行なわれた部分から形
成することを特徴とする横型ヘテロバイポーラトランジ
スタの製造方法。
19. The method for manufacturing a lateral heterobipolar transistor according to claim 17, wherein in the step (a), a first ion implantation for implanting a first conductivity type impurity ion into the first semiconductor layer is performed. And a second ion implantation for implanting a higher concentration of impurity ions than a part of the first ion implantation into a part of the first semiconductor layer. Forming a portion of the layer where the first ion implantation has been performed without performing the second ion implantation, and forming the emitter operation region in the first semiconductor layer of the first and second layers; A method for manufacturing a lateral heterobipolar transistor, wherein the method is formed from a portion where a second ion implantation has been performed.
【請求項20】 請求項17〜19のうちいずれか1つ
に記載の横型ヘテロバイポーラトランジスタの製造方法
において、 上記第1の半導体層としてシリコン層を用い、 上記第2の半導体層として、Si,Ge,Cのうち少な
くともいずれか2つを含む合金を用いることを特徴とす
る横型ヘテロバイポーラトランジスタの製造方法。
20. The method for manufacturing a lateral heterobipolar transistor according to claim 17, wherein a silicon layer is used as the first semiconductor layer, and Si, A method for manufacturing a lateral hetero-bipolar transistor, comprising using an alloy containing at least two of Ge and C.
JP2000316325A 1999-10-21 2000-10-17 Lateral heterobipolar transistor and manufacturing method thereof Withdrawn JP2001189321A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000316325A JP2001189321A (en) 1999-10-21 2000-10-17 Lateral heterobipolar transistor and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11-299643 1999-10-21
JP29964399 1999-10-21
JP2000316325A JP2001189321A (en) 1999-10-21 2000-10-17 Lateral heterobipolar transistor and manufacturing method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001189321A true JP2001189321A (en) 2001-07-10

Family

ID=26562016

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000316325A Withdrawn JP2001189321A (en) 1999-10-21 2000-10-17 Lateral heterobipolar transistor and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001189321A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7119382B2 (en) 2002-04-30 2006-10-10 Fujitsu Limited Heterobipolar transistor and method of fabricating the same
WO2008114466A1 (en) * 2007-03-16 2008-09-25 National University Corporation Kagawa University Silicon of prismatic shape and process for producing the same
JP2013048274A (en) * 2006-01-13 2013-03-07 Internatl Business Mach Corp <Ibm> Low-resistance low-inductance backside through vias and methods of fabricating the same
JP2013065626A (en) * 2011-09-15 2013-04-11 Ricoh Co Ltd Semiconductor device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05175210A (en) * 1991-12-26 1993-07-13 Toshiba Corp Semiconductor device
JPH07335663A (en) * 1994-06-01 1995-12-22 Internatl Business Mach Corp <Ibm> Vertical heterojunction bipolar transistor and method of manufacturing the same
JPH11307541A (en) * 1998-04-23 1999-11-05 Toshiba Corp Semiconductor device and manufacturing method thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05175210A (en) * 1991-12-26 1993-07-13 Toshiba Corp Semiconductor device
JPH07335663A (en) * 1994-06-01 1995-12-22 Internatl Business Mach Corp <Ibm> Vertical heterojunction bipolar transistor and method of manufacturing the same
JPH11307541A (en) * 1998-04-23 1999-11-05 Toshiba Corp Semiconductor device and manufacturing method thereof

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7119382B2 (en) 2002-04-30 2006-10-10 Fujitsu Limited Heterobipolar transistor and method of fabricating the same
US7358546B2 (en) 2002-04-30 2008-04-15 Fujitsu Limited Heterobipolar transistor and method of fabricating the same
JP2013048274A (en) * 2006-01-13 2013-03-07 Internatl Business Mach Corp <Ibm> Low-resistance low-inductance backside through vias and methods of fabricating the same
WO2008114466A1 (en) * 2007-03-16 2008-09-25 National University Corporation Kagawa University Silicon of prismatic shape and process for producing the same
US20100129610A1 (en) * 2007-03-16 2010-05-27 National University Corporation Kagawa University Prismatic silicon and method of producing same
JP4714889B2 (en) * 2007-03-16 2011-06-29 国立大学法人 香川大学 Silicon prism and manufacturing method thereof
JP2013065626A (en) * 2011-09-15 2013-04-11 Ricoh Co Ltd Semiconductor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6756278B2 (en) Lateral heterojunction bipolar transistor and method of fabricating the same
US7911024B2 (en) Ultra-thin SOI vertical bipolar transistors with an inversion collector on thin-buried oxide (BOX) for low substrate-bias operation and methods thereof
US8441084B2 (en) Horizontal polysilicon-germanium heterojunction bipolar transistor
US7691716B2 (en) Vertical bipolar transistor with a majority carrier accumulation layer as a subcollector for SOI BiCMOS with reduced buried oxide thickness for low-substrate bias operation
US6794237B2 (en) Lateral heterojunction bipolar transistor
US8492794B2 (en) Vertical polysilicon-germanium heterojunction bipolar transistor
TWI582853B (en) A transistor structure having an inner base to an outer base contact region defined by a sidewall and a method of forming the same
US10777668B2 (en) Bipolar junction transistors with a self-aligned emitter and base
JP2003338558A (en) Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device
US7132344B1 (en) Super self-aligned BJT with base shorted field plate and method of fabricating
US12062699B2 (en) Horizontal Current Bipolar Transistor with Silicon-Germanium base
JP2001189321A (en) Lateral heterobipolar transistor and manufacturing method thereof
US8455975B2 (en) Parasitic PNP bipolar transistor in a silicon-germanium BiCMOS process
EP4216280A1 (en) Vertical bipolar transistors on soi substrates with the collectors in the buried oxide
US7554174B2 (en) Bipolar transistor having semiconductor patterns filling contact windows of an insulating layer
US7235861B1 (en) NPN transistor having reduced extrinsic base resistance and improved manufacturability
WO2003041152A1 (en) Silicon-germanium mesa transistor
JP2005057171A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP3982204B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
US20070023858A1 (en) Device isolation structure of a semiconductor device and method of forming the same
JP2006310590A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2005251888A (en) Lateral heterobipolar transistor and manufacturing method thereof
JP2006294887A (en) Bipolar transistor and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070620

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090319

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110614

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20110914