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JP2001118856A - Semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor device and method of manufacturing the same

Info

Publication number
JP2001118856A
JP2001118856A JP29804499A JP29804499A JP2001118856A JP 2001118856 A JP2001118856 A JP 2001118856A JP 29804499 A JP29804499 A JP 29804499A JP 29804499 A JP29804499 A JP 29804499A JP 2001118856 A JP2001118856 A JP 2001118856A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
region
conductivity type
film
forming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP29804499A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Arai
英明 新居
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP29804499A priority Critical patent/JP2001118856A/en
Publication of JP2001118856A publication Critical patent/JP2001118856A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】SOI基板上に形成される横形のバイポーラト
ランジスタにおいて、エミッタ拡散層を単結晶シリコン
中に形成しているため、ベースからエミッタへの少数キ
ャリアの注入量が多く、高周波応答特性の劣化を引き起
こしていた。本発明はこの課題を解決することを目的と
する。 【解決手段】単結晶シリコン3中にベース領域10を形
成する。更に、ベース電極の側壁材12をマスクとし
て、ベース領域10をエッチング除去した後、ポリシリ
コン層を堆積し、N型の不純物を添加することにより、
エミッタポリシリコン層14を形成する。
(57) Abstract: In a lateral bipolar transistor formed on an SOI substrate, since an emitter diffusion layer is formed in single crystal silicon, a large amount of minority carriers are injected from the base to the emitter. High frequency response characteristics were degraded. An object of the present invention is to solve this problem. A base region is formed in single crystal silicon. Further, after the base region 10 is removed by etching using the sidewall material 12 of the base electrode as a mask, a polysilicon layer is deposited, and an N-type impurity is added.
An emitter polysilicon layer 14 is formed.

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、SOI基板上の横
形バイポーラトランジスタの製造に関するものである。
The present invention relates to the manufacture of a lateral bipolar transistor on an SOI substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、携帯用通信機器への搭載を目的と
したアナログLSIの開発が進められているが、待ち受
け受信時間や通話時間の長時間化を実現するために、ト
ランジスタの低消費電力化が重要な課題として捉えられ
ている。以下、図に示すように、従来技術を用いて形成
されたバイポーラトランジスタの製造方法を説明する。
まず、図10に示すように、シリコン基板21、酸化膜
22、単結晶シリコン層23から成るSOI基板上に、
熱酸化により酸化膜24を形成した後、N型不純物イオ
ン注入をおこない、単結晶シリコン層23をN型のコレ
クタ領域25として形成する。次に、図11に示すよう
に、HF系溶液を用いて表面の酸化膜24を剥離した
後、LPCVD法により、約500Åのポリシリコン層
26を堆積させ、イオン注入によりP型の不純物をドー
プし、さらに約200Åの窒化膜27を堆積させる。次
に、図12に示すように、リソグラフィによるパターニ
ングとRIE法によるエッチングを用いて、窒化膜27
を所定の形状に加工した後、LPCVD法により、約2
000Åの酸化膜28を堆積させる。続いて、リソグラ
フィによるパターニングとRIEを用いて、酸化膜28
を所定の形状に加工する。
2. Description of the Related Art In recent years, analog LSIs have been developed for mounting in portable communication devices. However, in order to realize a longer standby reception time and a longer talk time, low power consumption of transistors is required. Is regarded as an important issue. Hereinafter, a method for manufacturing a bipolar transistor formed using a conventional technique as shown in the drawings will be described.
First, as shown in FIG. 10, on an SOI substrate including a silicon substrate 21, an oxide film 22, and a single crystal silicon layer 23,
After oxide film 24 is formed by thermal oxidation, N-type impurity ions are implanted to form single-crystal silicon layer 23 as N-type collector region 25. Next, as shown in FIG. 11, after removing the oxide film 24 on the surface using an HF-based solution, a polysilicon layer 26 of about 500 ° is deposited by LPCVD, and a P-type impurity is doped by ion implantation. Then, a nitride film 27 of about 200 ° is deposited. Next, as shown in FIG. 12, the nitride film 27 is formed by patterning by lithography and etching by RIE.
After processing into a predetermined shape, about 2
An oxide film 28 of 000 ° is deposited. Subsequently, the oxide film 28 is formed by using lithography patterning and RIE.
Is processed into a predetermined shape.

【0003】本酸化膜エッチングは、窒化膜及びシリコ
ンに対してエッチングされにくい条件を用いて行う。次
に、図13に示すように、窒化膜27をマスクとして、
RIEによりポリシリコン層26、N型のコレクタ領域
25をエッチングする。次に、図14に示すように、R
IEを用いて、窒化膜27で表面に露出された領域をエ
ッチング除去する。この時、酸化膜28及び酸化膜22
で表面に露出された領域も、幾分はエッチングされる。
その後、連続してRIEを用い、N型のコレクタ領域2
5表面で露出された領域を、N型のコレクタ領域25の
途中までエッチングする。次に、図15に示すように、
基板表面に約200Åの酸化膜29を堆積させた後、図
示されるようなレジストパターンをマスクとして、イオ
ン注入によりベース領域30となる拡散層を形成する。
このベース領域30は、適切なイオン注入条件を選択す
ることにより、P+ポリシリコン層26と電気的に接続
されている。次に、図16に示すように、約1000Å
の絶縁層を堆積し、RIEを用いて側壁31を形成し、
図示されるようなレジストパターンをマスクとして、イ
オン注入によりエミッタ領域32となる拡散層を形成す
る。
[0003] This oxide film etching is performed under the condition that the nitride film and silicon are hardly etched. Next, as shown in FIG. 13, using the nitride film 27 as a mask,
The polysilicon layer 26 and the N-type collector region 25 are etched by RIE. Next, as shown in FIG.
Using IE, the region exposed on the surface by the nitride film 27 is removed by etching. At this time, the oxide film 28 and the oxide film 22
The area exposed on the surface is also etched somewhat.
Then, continuously using RIE, the N-type collector region 2 is formed.
The region exposed on the surface is etched partway through the N-type collector region 25. Next, as shown in FIG.
After depositing an oxide film 29 of about 200 ° on the surface of the substrate, a diffusion layer serving as a base region 30 is formed by ion implantation using a resist pattern as shown as a mask.
The base region 30 is electrically connected to the P + polysilicon layer 26 by selecting appropriate ion implantation conditions. Next, as shown in FIG.
Is deposited, and a sidewall 31 is formed using RIE.
Using a resist pattern as a mask as a mask, a diffusion layer to be the emitter region 32 is formed by ion implantation.

【0004】次に、図17に示すように、リソグラフィ
によるパターニングとイオン注入により、コレクタ拡散
層33を形成した後、約10000Åの層間絶縁膜34
を堆積させ、所定のフォトリソグラフィを行って、バイ
ポーラトランジスタの各電極に対するコンタクト35を
開孔し、Al、W等の金属を用いて、所定の配線36を
形成する。
Next, as shown in FIG. 17, after a collector diffusion layer 33 is formed by patterning by lithography and ion implantation, an interlayer insulating film 34 of about 10,000 ° is formed.
Is deposited, a predetermined photolithography is performed, a contact 35 for each electrode of the bipolar transistor is opened, and a predetermined wiring 36 is formed by using a metal such as Al and W.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】以上のような方法で製
造されたトランジスタは、通常のバイポーラトランジス
タに比べて寄生容量が低く、低消費電力化を達成するこ
とが出来るが、次のような課題があった。すなわち、エ
ミッタ部を単結晶シリコン層中に形成しているため、ベ
ースからエミッタへの少数キャリアの注入量が多く、高
周波応答特性の劣化を引き起こしていた。また、イオン
注入で上方からエミッタ部を形成しているため、エミッ
タ部として形成されなかった下部は、そのままベース部
分として残存する。その為、ベース幅が垂直方向で均等
になっておらず、特に酸化膜2に近い下部領域で、エミ
ッタ部として形成されなかったベース部分により、ベー
ス幅が増大し、高周波特性の劣化を引き起こしていた。
本発明は上記課題を解決した高周波応答特性の劣化のな
い半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
The transistor manufactured by the above method has a lower parasitic capacitance and lower power consumption than a normal bipolar transistor, but has the following problems. was there. That is, since the emitter portion is formed in the single-crystal silicon layer, the injection amount of minority carriers from the base to the emitter is large, causing deterioration of high-frequency response characteristics. Further, since the emitter portion is formed from above by ion implantation, the lower portion not formed as the emitter portion remains as a base portion as it is. Therefore, the base width is not uniform in the vertical direction, and particularly in the lower region near the oxide film 2, the base width is increased due to the base portion not formed as the emitter portion, causing deterioration of high-frequency characteristics. Was.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device which solves the above-mentioned problems and does not deteriorate high frequency response characteristics.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の構造は、半導体
基板上の第一の絶縁膜と、前記第一の絶縁膜上に設けら
れたベース部と、前記第一の絶縁膜上で、かつ前記ベー
ス部一方側の側面に隣接して設けられたコレクタ部と、
前記ベース部他方側の側面と、一方側側面でほぼ垂直に
隣接して設けられたエミッタ部と、前記ベース部表面上
の一部に、ほぼ垂直に設けられた第1の側壁絶縁膜と、
前記コレクタ部表面上の一部に、ほぼ垂直に設けられた
第2の側壁絶縁膜と、前記第一の絶縁膜上に、前記ベー
ス部他方側に対して一定間隔を隔てて、ほぼ垂直に設け
られた第一の層間絶縁膜と、前記第1の側壁絶縁膜、及
び前記第2の側壁絶縁膜の中間領域の一部に存在する第
2の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜表面上の一部にほぼ垂
直に設けられた第2の層間絶縁膜と、前記第1の層間絶
縁膜側面、前記第1の層間絶縁膜表面の一部、前記第2
の層間絶縁膜側面、前記第2の層間絶縁膜表面の一部、
前記第1の側壁絶縁膜側面、第2の絶縁膜表面の一部、
前記エミッタ部他方側側面、および前記第一の絶縁膜上
の一部に形成された、一定の厚さの多結晶シリコンから
成るエミッタ電極部とを具備する事を特徴とする。
The structure of the present invention comprises a first insulating film on a semiconductor substrate, a base portion provided on the first insulating film, and a first insulating film on the first insulating film. And a collector portion provided adjacent to a side surface on one side of the base portion;
A side surface on the other side of the base portion, an emitter portion provided substantially vertically adjacent to one side surface, and a first sidewall insulating film provided substantially vertically on a part of the surface of the base portion;
A second sidewall insulating film provided substantially vertically on a part of the collector surface, and a substantially perpendicularly spaced apart from the other side of the base portion on the first insulating film at a predetermined interval; A first interlayer insulating film provided, a second insulating film present in a part of an intermediate region between the first sidewall insulating film and the second sidewall insulating film, and a surface of the second insulating film A second interlayer insulating film provided substantially vertically on a part thereof, a side surface of the first interlayer insulating film, a part of a surface of the first interlayer insulating film,
A part of the surface of the second interlayer insulating film,
A side surface of the first sidewall insulating film, a part of a surface of the second insulating film,
An emitter electrode portion made of polycrystalline silicon having a constant thickness is formed on the other side surface of the emitter portion and on a part of the first insulating film.

【0007】本発明の製造方法は、第一導電型の半導体
基板上に第一の絶縁膜を形成し、この第一の絶縁膜上に
単結晶シリコン層を形成し、この単結晶シリコン層上
に、第二の絶縁膜を形成する工程と、前記単結晶シリコ
ン層に不純物イオン注入を用いて第二導電型領域を形成
する工程と、前記第二の絶縁膜を除去する工程と、前記
第二導電型領域上に、多結晶シリコン膜を形成する工程
と、前記多結晶シリコン膜に不純物イオン注入により第
一導電型の不純物を注入する工程と、前記多結晶シリコ
ン膜上に第三の絶縁膜を形成する工程と、前記第三の絶
縁膜を、前記第二導電型領域内のエミッタ部形成予定領
域上方、ベース部形成予定領域上方、及びコレクタ部形
成予定領域上方のみを残して除去する工程と、前記窒化
膜表面の一部に第四の絶縁膜を形成する工程と、前記第
三の絶縁膜の下方以外に位置する前記多結晶シリコン
膜、前記第二導電型領域を除去する工程と、前記第四の
絶縁膜の下方以外に位置する前記第三の絶縁膜、前記多
結晶シリコン膜、及び前記第二導電型領域上部を除去す
る工程と、前記第二導電型領域、前記第三の絶縁膜、前
記多結晶シリコン膜、前記第四の絶縁膜の露出した表面
に第五の絶縁膜を形成する工程と、第一導電型の不純物
イオン注入により、選択的に前記第二導電型領域内にベ
ース領域を形成する工程と、前記第二導電型領域内に、
第二導電型の不純物を選択的にイオン注入し、コレクタ
領域を形成する工程と、前記第五の絶縁膜を除去する工
程と、露出した、前記第三の絶縁膜側面、前記多結晶シ
リコン膜側面、前記第四の絶縁膜側面、前記ベース領域
上の一部、前記第2導電型領域上の一部に、前記第六の
絶縁膜を形成する工程と、前記第一の絶縁膜上、前記第
二導電型領域上、前記第四の絶縁膜上、前記ベース領域
上、前記コレクタ領域上、および前記第六の絶縁膜上に
層間絶縁膜を形成する工程と、選択性のある除去方法に
より、前記層間絶縁膜を開口部形成予定領域に従って除
去し、前記第四の絶縁膜の一部、前記第六の絶縁膜の一
部、層間絶縁膜側面、および前記ベース領域の一部を露
出させた開口部を形成する工程と、選択性のある除去方
法により、露出させた前記ベース領域の内、エミッタ部
形成予定領域を、ほぼ垂直な前記ベース領域側面が形成
できるように除去する工程と、前記エミッタ部形成予定
領域、前記開口部に、第二導電型の不純物を注入した、
多結晶シリコンから成る一定の膜厚のエミッタ電極を形
成し、同時に、このエミッタ電極と隣接した前記ベース
領域の一部をエミッタ領域として形成する工程とを具備
する事を特徴とする。
According to the manufacturing method of the present invention, a first insulating film is formed on a semiconductor substrate of a first conductivity type, a single-crystal silicon layer is formed on the first insulating film, and Forming a second insulating film, forming a second conductivity type region using impurity ion implantation in the single crystal silicon layer, removing the second insulating film, Forming a polycrystalline silicon film on the two-conductivity type region, implanting impurities of the first conductivity type into the polycrystalline silicon film by impurity ion implantation, and forming a third insulating film on the polycrystalline silicon film. Forming a film, and removing the third insulating film, leaving only the region where the emitter portion is to be formed, the region where the base portion is to be formed, and the region where the collector portion is to be formed in the second conductivity type region. And a fourth step on a part of the surface of the nitride film. A step of forming an insulating film, a step of removing the polycrystalline silicon film and the second conductivity type region located other than below the third insulating film, and a step of removing the polycrystalline silicon film other than below the fourth insulating film. Removing the third insulating film, the polycrystalline silicon film, and the upper portion of the second conductivity type region; and removing the second conductive type region, the third insulating film, the polycrystalline silicon film, the fourth Forming a fifth insulating film on the exposed surface of the insulating film, and selectively forming a base region in the second conductivity type region by implanting impurity ions of the first conductivity type; Within the two conductivity type region,
Selectively ion-implanting impurities of the second conductivity type to form a collector region, removing the fifth insulating film, exposing the side surface of the third insulating film, the polycrystalline silicon film Forming a sixth insulating film on a side surface, the fourth insulating film side surface, a part on the base region, and a part on the second conductivity type region; Forming an interlayer insulating film on the second conductivity type region, the fourth insulating film, the base region, the collector region, and the sixth insulating film; and a selective removal method. Thereby, the interlayer insulating film is removed according to the region where the opening is to be formed, and a part of the fourth insulating film, a part of the sixth insulating film, a side surface of the interlayer insulating film, and a part of the base region are exposed. Through the step of forming the opening and the selective removal method. Removing the emitter region to be formed in the base region so that the side surface of the base region can be formed substantially vertically; and implanting a second conductivity type impurity into the emitter region and the opening. Injected
Forming an emitter electrode of a constant thickness made of polycrystalline silicon, and simultaneously forming a part of the base region adjacent to the emitter electrode as an emitter region.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】まず、図2に示すように、シリコ
ン基板1、酸化膜2、単結晶シリコン層3からなるSO
I基板上に、熱酸化により酸化膜4を形成する。その
後、単結晶シリコン層3にN型の不純物イオン注入をお
こない、N型のコレクタ領域5を形成する。次に、図3
に示すように、HF系溶液を用いて表面の酸化膜4を剥
離した後、LPCVD法により、約500Åのポリシリ
コン層6を堆積させ、イオン注入によりP型の不純物を
ドープし、さらに約200Åの窒化膜7を堆積させる。
次に、図4に示すように、リソグラフィによるパターニ
ングとRIE法によるエッチングを用いて、窒化膜7を
所定の形状に加工した後、LPCVD法により、約20
00Åの酸化膜8を堆積させる。続いて、リソグラフィ
によるパターニングとRIEを用いて、酸化膜8を所定
の形状に加工する。本酸化膜エッチングは窒化膜及びシ
リコン層がエッチングされにくい条件を用いて行う。次
に、図5に示すように、窒化膜7をマスクとして、RI
Eにより、ポリシリコン層6、N型のコレクタ領域5を
順番にエッチングする。次に、図6に示すように、RI
Eを用いて、窒化膜7をエッチング除去する。この時、
酸化膜8および酸化膜2の内で表面に露出された領域
も、幾分はエッチングされる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, as shown in FIG. 2, an SO film comprising a silicon substrate 1, an oxide film 2, and a single-crystal silicon layer 3 is formed.
An oxide film 4 is formed on the I substrate by thermal oxidation. Thereafter, N-type impurity ions are implanted into the single crystal silicon layer 3 to form an N-type collector region 5. Next, FIG.
As shown in FIG. 5, after the oxide film 4 on the surface is peeled off using an HF-based solution, a polysilicon layer 6 having a thickness of about 500 ° is deposited by LPCVD, and a P-type impurity is doped by ion implantation. Is deposited.
Next, as shown in FIG. 4, after processing the nitride film 7 into a predetermined shape using lithography patterning and RIE etching, about 20 nm is formed by LPCVD.
An oxide film 8 of 00 ° is deposited. Subsequently, the oxide film 8 is processed into a predetermined shape using lithography patterning and RIE. This oxide film etching is performed under the condition that the nitride film and the silicon layer are hardly etched. Next, as shown in FIG. 5, using nitride film 7 as a mask, RI
By E, the polysilicon layer 6 and the N-type collector region 5 are sequentially etched. Next, as shown in FIG.
Using E, the nitride film 7 is removed by etching. At this time,
The regions of the oxide film 8 and the oxide film 2 which are exposed on the surface are also somewhat etched.

【0009】その後、連続してRIEを用い、窒化膜7
をマスクとして、ポリシリコン層6、N型のコレクタ領
域5で表面に露出された領域を、N型のコレクタ領域5
の途中までエッチングする。次に、図7に示すように、
基板表面に約200Åの酸化膜9を堆積させた後、図示
されるようなレジストパターンをマスクとして、イオン
注入によりベース領域10を形成する。さらに、Geを
イオン注入し、熱工程を加えることによりベース領域1
0をSiGe化する。次に、図8に示すように、N型の
不純物をイオン注入し、コレクタ領域11を形成した
後、約1000Å程度の窒化膜を堆積させ、RIEを用
いて、ベース電極周囲に側壁12を形成する。この為、
側壁下部以外の酸化膜9は除去される。更に、酸化膜1
3を堆積し、リソグラフィによるパターニングとRIE
を用いて所定の形状に開口し、SiRIEを用いて、露
出された領域のN型のコレクタ領域5をほぼ垂直にエッ
チング除去する。次に、図9に示すように、N型のコレ
クタ領域5がほぼ垂直にエッチング除去された領域、お
よび開口部に、LPCVD等により、約2000Å程度
のポリシリコン層を堆積させる。
After that, the nitride film 7 is continuously formed by using RIE.
Is used as a mask, the region exposed on the surface of the polysilicon layer 6 and the N-type collector region 5 is replaced with the N-type collector region 5.
Etch halfway. Next, as shown in FIG.
After depositing an oxide film 9 of about 200 ° on the surface of the substrate, a base region 10 is formed by ion implantation using a resist pattern as shown as a mask. Further, Ge is ion-implanted, and a thermal process is performed to form a base region 1.
0 is converted to SiGe. Next, as shown in FIG. 8, an N-type impurity is ion-implanted to form a collector region 11, a nitride film of about 1000 ° is deposited, and a side wall 12 is formed around the base electrode using RIE. I do. Because of this,
The oxide film 9 other than the lower part of the side wall is removed. Further, the oxide film 1
3 and patterning by lithography and RIE
Then, an opening is formed in a predetermined shape by using, and the N-type collector region 5 in the exposed region is substantially vertically etched and removed by using SiRIE. Next, as shown in FIG. 9, a polysilicon layer of about 2000 ° is deposited by LPCVD or the like on the region where the N-type collector region 5 has been substantially removed by etching and on the opening.

【0010】その後、As或いはP等のN型不純物をイ
オン注入し、熱工程を加え、N+型のポリシリコンとし
た後、パターニングを行いエミッタポリシリコン電極1
4とする。この際、N型不純物は若干、ベース領域10
へと拡散され、エミッタ領域15となる。この結果、ベ
ース領域10とエミッタ領域15の境界はほぼ垂直とな
る。従って、安定した形状のベース領域10が形成でき
る。次に、図1に示すように、約10000Åの層間絶
縁膜16を堆積させ、所定のフォトリソグラフィを行っ
て、バイポーラトランジスタの各電極に対するコンタク
トホールを開孔し(ベースコンタクト孔は図示せず)、
Al、W等の金属を用いて、所定の配線17を形成す
る。以上詳述したように、本発明はエミッタ部を形成す
る際に、ベース部分をほぼ垂直にエッチングした後でポ
リシリコン層を形成する。このことから、ベース幅の深
さ方向での均一性が向上し、ベース領域上部、およびベ
ース領域下部で、ベース幅のばらつきが少なくなる事に
より、応答特性を向上させている。また、Geをイオン
注入し、熱工程を加えることによりベース領域10をS
iGe化する。この結果、エミッタとベース間の境界に
おいて、荷電子帯のエネルギーギャップが増大する。
After that, an N-type impurity such as As or P is ion-implanted, and a thermal process is performed to form N + -type polysilicon.
4 is assumed. At this time, the N-type impurity is slightly
And becomes the emitter region 15. As a result, the boundary between the base region 10 and the emitter region 15 becomes substantially vertical. Therefore, the base region 10 having a stable shape can be formed. Next, as shown in FIG. 1, an interlayer insulating film 16 of about 10000 ° is deposited, and predetermined photolithography is performed to open contact holes for each electrode of the bipolar transistor (a base contact hole is not shown). ,
A predetermined wiring 17 is formed using a metal such as Al and W. As described in detail above, in the present invention, when forming the emitter section, the polysilicon layer is formed after the base portion is etched substantially vertically. Accordingly, the uniformity of the base width in the depth direction is improved, and the variation in the base width is reduced between the upper portion and the lower portion of the base region, thereby improving the response characteristics. In addition, Ge is ion-implanted and a thermal process is applied to make the base region 10
Convert to iGe. As a result, the energy gap of the valence band increases at the boundary between the emitter and the base.

【0011】この為、エミッタ中へのベースからの少数
キャリアの拡散量が減少し、応答特性を向上させること
ができる。
Therefore, the amount of diffusion of minority carriers from the base into the emitter is reduced, and the response characteristics can be improved.

【0012】[0012]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明はエミッタ
部を形成する際に、ベース部分をほぼ垂直にエッチング
した後でポリシリコン層を形成する。このことから、ベ
ース幅の深さ方向での均一性が向上し、ベース領域上
部、およびベース領域下部で、ベース幅のばらつきが少
なくなる事により、応答特性を向上させている。また、
Geをイオン注入し、熱工程を加えることによりベース
領域10をSiGe化する。この結果、エミッタとベー
ス間の境界において、荷電子帯のエネルギーギャップが
増大する。
As described above in detail, in the present invention, when forming the emitter portion, the polysilicon layer is formed after the base portion is etched substantially vertically. Accordingly, the uniformity of the base width in the depth direction is improved, and the variation in the base width is reduced between the upper portion and the lower portion of the base region, thereby improving the response characteristics. Also,
Ge is ion-implanted and a thermal process is applied to convert the base region 10 into SiGe. As a result, the energy gap of the valence band increases at the boundary between the emitter and the base.

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

【図1】実施例の半導体装置の製造方法の完成図を示す
断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a completed view of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment.

【図2】実施例の半導体装置の製造方法の一工程を示す
断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating one step of a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment.

【図3】実施例の半導体装置の製造方法の一工程を示す
断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing one step of a method of manufacturing a semiconductor device according to an example.

【図4】実施例の半導体装置の製造方法の一工程を示す
断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing one step of a method of manufacturing a semiconductor device according to an example.

【図5】実施例の半導体装置の製造方法の一工程を示す
断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a step of the method for manufacturing a semiconductor device according to the example.

【図6】実施例の半導体装置の製造方法の一工程を示す
断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a step of the method for manufacturing a semiconductor device of the example.

【図7】実施例の半導体装置の製造方法の一工程を示す
断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a step of the method for manufacturing a semiconductor device according to the example.

【図8】実施例の半導体装置の製造方法の一工程を示す
断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a step of the method for manufacturing a semiconductor device according to the example.

【図9】実施例の半導体装置の製造方法の一工程を示す
断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a step of the method for manufacturing a semiconductor device according to the example.

【図10】従来例の半導体装置の製造方法の一工程を示
す断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing one process of a method of manufacturing a conventional semiconductor device.

【図11】従来例の半導体装置の製造方法の一工程を示
す断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing one step of a method of manufacturing a conventional semiconductor device.

【図12】従来例の半導体装置の製造方法の一工程を示
す断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing one step of a method of manufacturing a conventional semiconductor device.

【図13】従来例の半導体装置の製造方法の一工程を示
す断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing one step of a method of manufacturing a conventional semiconductor device.

【図14】従来例の半導体装置の製造方法の一工程を示
す断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing one step of a method of manufacturing a conventional semiconductor device.

【図15】従来例の半導体装置の製造方法の一工程を示
す断面図である。
FIG. 15 is a cross-sectional view showing one step of a method for manufacturing a semiconductor device of a conventional example.

【図16】従来例の半導体装置の製造方法の一工程を示
す断面図である。
FIG. 16 is a cross-sectional view showing one step of a method of manufacturing a conventional semiconductor device.

【図17】従来例の半導体装置の製造方法の完成図を示
す断面図である。
FIG. 17 is a cross-sectional view showing a completed view of a method of manufacturing a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板 2 酸化膜 3 単結晶シリコン層 4 酸化膜 5 N型のコレクタ領域 6 ポリシリコン層 7 窒化膜 8 酸化膜 9 酸化膜 10 ベース領域 11 コレクタ領域 12 側壁 14 エミッタポリシリコン電極 15 エミッタ領域 16 層間絶縁膜 17 配線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon substrate 2 Oxide film 3 Single crystal silicon layer 4 Oxide film 5 N type collector region 6 Polysilicon layer 7 Nitride film 8 Oxide film 9 Oxide film 10 Base region 11 Collector region 12 Side wall 14 Emitter polysilicon electrode 15 Emitter region 16 Interlayer insulating film 17 Wiring

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第一導電型の半導体基板上に第一の絶縁膜
を形成し、この第一の絶縁膜上に単結晶シリコン層を形
成し、この単結晶シリコン層上に、第二の絶縁膜を形成
する工程と、 前記単結晶シリコン層に不純物イオン注入を用いて第二
導電型領域を形成する工程と、 前記第二の絶縁膜を除去する工程と、 前記第二導電型領域上に、多結晶シリコン膜を形成する
工程と、 前記多結晶シリコン膜に不純物イオン注入により第一導
電型の不純物を注入する工程と、 前記多結晶シリコン膜上に第三の絶縁膜を形成する工程
と、 前記第三の絶縁膜を、前記第二導電型領域内のエミッタ
部形成予定領域上方、ベース部形成予定領域上方、及び
コレクタ部形成予定領域上方のみを残して除去する工程
と、 前記窒化膜表面の一部に第四の絶縁膜を形成する工程
と、 前記第三の絶縁膜の下方以外に位置する前記多結晶シリ
コン膜、前記第二導電型領域を除去する工程と、 前記第四の絶縁膜の下方以外に位置する前記第三の絶縁
膜、前記多結晶シリコン膜、及び前記第二導電型領域上
部を除去する工程と、 前記第二導電型領域、前記第三の絶縁膜、前記多結晶シ
リコン膜、前記第四の絶縁膜の露出した表面に第五の絶
縁膜を形成する工程と、 第一導電型の不純物イオン注入により、選択的に前記第
二導電型領域内にベース領域を形成する工程と、 前記第二導電型領域内に、第二導電型の不純物を選択的
にイオン注入し、コレクタ領域を形成する工程と、 前記第五の絶縁膜を除去する工程と、 露出した、前記第三の絶縁膜側面、前記多結晶シリコン
膜側面、前記第四の絶縁膜側面、前記ベース領域上の一
部、前記第2導電型領域上の一部に、前記第六の絶縁膜
を形成する工程と、 前記第一の絶縁膜上、前記第二導電型領域上、前記第四
の絶縁膜上、前記ベース領域上、前記コレクタ領域上、
および前記第六の絶縁膜上に層間絶縁膜を形成する工程
と、 選択性のある除去方法により、前記層間絶縁膜を開口部
形成予定領域に従って除去し、前記第四の絶縁膜の一
部、前記第六の絶縁膜の一部、層間絶縁膜側面、および
前記ベース領域の一部を露出させた開口部を形成する工
程と、 選択性のある除去方法により、露出させた前記ベース領
域の内、エミッタ部形成予定領域を、ほぼ垂直な前記ベ
ース領域側面が形成できるように除去する工程と、 前記エミッタ部形成予定領域、前記開口部に、第二導電
型の不純物を注入した、多結晶シリコンから成る一定の
膜厚のエミッタ電極を形成し、同時に、このエミッタ電
極と隣接した前記ベース領域の一部をエミッタ領域とし
て形成する工程とを具備する半導体装置の製造方法。
A first insulating film is formed on a semiconductor substrate of a first conductivity type, a single-crystal silicon layer is formed on the first insulating film, and a second crystal film is formed on the single-crystal silicon layer. A step of forming an insulating film; a step of forming a second conductivity type region using impurity ion implantation in the single crystal silicon layer; a step of removing the second insulating film; Forming a polycrystalline silicon film, implanting a first conductivity type impurity into the polycrystalline silicon film by impurity ion implantation, and forming a third insulating film on the polycrystalline silicon film. Removing the third insulating film while leaving only the region where the emitter portion is to be formed, the region where the base portion is to be formed, and the region where the collector portion is to be formed in the second conductivity type region; Form a fourth insulating film on part of the film surface Removing the polycrystalline silicon film and the second conductivity type region located other than below the third insulating film; and removing the third conductive film region located below the fourth insulating film. Removing the insulating film, the polycrystalline silicon film, and the upper portion of the second conductivity type region; and removing the second conductive type region, the third insulating film, the polycrystalline silicon film, and the fourth insulating film. A step of forming a fifth insulating film on the exposed surface; a step of selectively forming a base region in the second conductivity type region by implanting impurity ions of a first conductivity type; the second conductivity type region Forming a collector region by selectively ion-implanting impurities of the second conductivity type therein; removing the fifth insulating film; exposing the side surface of the third insulating film; Side surface of the crystalline silicon film, the side surface of the fourth insulating film, the base region Forming the sixth insulating film on a part of the region, on a part of the second conductivity type region, and on the first insulating film, on the second conductivity type region, on the fourth conductivity type region. On an insulating film, on the base region, on the collector region,
Forming an interlayer insulating film on the sixth insulating film, and removing the interlayer insulating film according to a region where an opening is to be formed by a selective removal method, and forming a part of the fourth insulating film. Forming an opening exposing a part of the sixth insulating film, a side surface of the interlayer insulating film, and a part of the base region; Removing a region where the emitter section is to be formed so that the side surface of the base region can be formed substantially perpendicularly; and implanting a second conductivity type impurity into the opening where the emitter section is to be formed and the opening. Forming an emitter electrode having a constant thickness, and simultaneously forming a part of the base region adjacent to the emitter electrode as an emitter region.
【請求項2】前記ベース領域にGeを注入し、Geベー
ス領域を形成する工程を具備することを特徴とする前記
請求項1記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a step of implanting Ge into said base region to form a Ge base region.
【請求項3】半導体基板上の第一の絶縁膜と、 前記第一の絶縁膜上に設けられたベース部と、 前記第一の絶縁膜上で、かつ前記ベース部一方側の側面
に隣接して設けられたコレクタ部と、 前記ベース部他方側の側面と、一方側側面でほぼ垂直に
隣接して設けられたエミッタ部と、 前記ベース部表面上の一部に、ほぼ垂直に設けられた第
1の側壁絶縁膜と、 前記コレクタ部表面上の一部に、ほぼ垂直に設けられた
第2の側壁絶縁膜と、 前記第一の絶縁膜上に、前記ベース部他方側に対して一
定間隔を隔てて、ほぼ垂直に設けられた第一の層間絶縁
膜と、 前記第1の側壁絶縁膜、及び前記第2の側壁絶縁膜の中
間領域の一部に存在する第2の絶縁膜と、 前記第2の絶縁膜表面上の一部にほぼ垂直に設けられた
第2の層間絶縁膜と、 前記第1の層間絶縁膜側面、前記第1の層間絶縁膜表面
の一部、前記第2の層間絶縁膜側面、前記第2の層間絶
縁膜表面の一部、前記第1の側壁絶縁膜側面、第2の絶
縁膜表面の一部、前記エミッタ部他方側側面、および前
記第一の絶縁膜上の一部に形成された、一定の厚さの多
結晶シリコンから成るエミッタ電極部とを具備する事を
特徴とする半導体装置。
3. A first insulating film on a semiconductor substrate, a base portion provided on the first insulating film, and a side surface on the first insulating film and on one side surface of the base portion. A collector portion, a side surface on the other side of the base portion, an emitter portion provided substantially vertically adjacent on one side surface, and a portion provided substantially vertically on a surface of the base portion. A first sidewall insulating film, a second sidewall insulating film provided substantially vertically on a part of the surface of the collector portion, and a second sidewall insulating film on the first insulating film with respect to the other side of the base portion. A first interlayer insulating film provided substantially vertically at a constant interval; a second insulating film existing in a part of an intermediate region between the first side wall insulating film and the second side wall insulating film A second interlayer insulating film provided substantially vertically on a part of the surface of the second insulating film; Side surface of the interlayer insulating film, part of the surface of the first interlayer insulating film, side surface of the second interlayer insulating film, part of the surface of the second interlayer insulating film, the side surface of the first sidewall insulating film, the second A part of the surface of the insulating film, the other side surface of the emitter part, and an emitter electrode part made of polycrystalline silicon having a constant thickness and formed on a part of the first insulating film. Semiconductor device.
【請求項4】前記ベース部にGeを注入した事を特徴と
する請求項3記載の半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 3, wherein Ge is implanted into said base portion.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7317242B2 (en) 2003-02-25 2008-01-08 Seiko Epson Corporation Semiconductor device including p-type silicon layer including implanted germanium

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