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JP2003059936A - Manufacturing method of bipolar transistor - Google Patents

Manufacturing method of bipolar transistor

Info

Publication number
JP2003059936A
JP2003059936A JP2001246047A JP2001246047A JP2003059936A JP 2003059936 A JP2003059936 A JP 2003059936A JP 2001246047 A JP2001246047 A JP 2001246047A JP 2001246047 A JP2001246047 A JP 2001246047A JP 2003059936 A JP2003059936 A JP 2003059936A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
region
forming
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.)
Pending
Application number
JP2001246047A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takaaki Shimazaki
隆章 嶋崎
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.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm 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 Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Priority to JP2001246047A priority Critical patent/JP2003059936A/en
Publication of JP2003059936A publication Critical patent/JP2003059936A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 バイポーラトランジスタにおいて、製造を簡
素化し、コストダウンを図ると共に、高速動作を向上さ
せることにある。 【解決手段】 ベース電極107を多結晶シリコンによ
り形成し、真性ベース層112a及び引出ベース電極1
12bを連結することによりベース電極112を形成
し、真性ベース領域112a表面にALD(Atomi
c LayerDoping)法によりエミッタ領域1
15を形成し、エミッタ領域115上に金属によりエミ
ッタ電極114を形成する。このような製造方法によ
り、エミッタ領域115を薄く形成でき、高速動作を向
上させることができる。また、エミッタ電極114をC
MOSのソース電極及びドレイン電極と共に形成するこ
とができるので、製造工程が簡素化し、コストダウンを
図ることができる。
(57) [Problem] To provide a bipolar transistor that simplifies manufacturing, reduces cost, and improves high-speed operation. SOLUTION: A base electrode 107 is formed of polycrystalline silicon, and an intrinsic base layer 112a and an extraction base electrode 1 are provided.
12b are connected to form a base electrode 112, and an ALD (Atomi) is formed on the surface of the intrinsic base region 112a.
c Layer Doping) to form emitter region 1
Then, an emitter electrode 114 is formed of metal on the emitter region 115. With such a manufacturing method, the emitter region 115 can be formed thin, and high-speed operation can be improved. Further, the emitter electrode 114 is
Since it can be formed together with the source electrode and the drain electrode of the MOS, the manufacturing process can be simplified and the cost can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、バイポーラトラン
ジスタ、特に、高周波回路に用いられるバイポーラトラ
ンジスタに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a bipolar transistor, and more particularly to a bipolar transistor used in a high frequency circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】高周波回路に用いられるバイポーラトラ
ンジスタは、例えば、特願平2−98116号公報に示
されたような方法により製造される。この製造方法は、
図6に示すように、p型シリコン基板201表面にn+
型サブコレクタ202及びエピタキシャル層からなるn
+型サブコレクタ203を形成し、n型サブコレクタ2
03内にフィールド酸化膜204を形成する。また、n
型サブコレクタ203の所定領域にリンをイオン注入し
熱拡散することにより、n+型サブコレクタ202に連
結されるようにn+型サブコレクタ202aを形成す
る。さらに、n型サブコレクタ203上にシリコン酸化
膜205及びシリコン窒化膜206の二重絶縁膜を順に
形成し、その上にp+型多結晶シリコンからなるベース
電極207を形成及びシリコン酸化膜208を形成す
る。次に、シリコン酸化膜208及びベース電極207
をドライエッチングして開口210を形成し、開口21
0の内壁にシリコン酸化膜からなる第1サイドウォール
209を形成する。
2. Description of the Related Art A bipolar transistor used in a high frequency circuit is manufactured, for example, by the method disclosed in Japanese Patent Application No. 2-98116. This manufacturing method is
As shown in FIG. 6, n + is formed on the surface of the p-type silicon substrate 201.
N consisting of a type subcollector 202 and an epitaxial layer
The n-type subcollector 2 is formed by forming the + -type subcollector 203.
A field oxide film 204 is formed in 03. Also, n
By ion-implanting phosphorus into a predetermined region of the type subcollector 203 and thermally diffusing it, an n + type subcollector 202a is formed so as to be connected to the n + type subcollector 202. Further, a double insulating film of a silicon oxide film 205 and a silicon nitride film 206 is sequentially formed on the n-type sub-collector 203, a base electrode 207 made of p + -type polycrystalline silicon is formed thereon, and a silicon oxide film 208 is formed. Form. Next, the silicon oxide film 208 and the base electrode 207.
Is dry-etched to form the opening 210, and the opening 21 is formed.
A first sidewall 209 made of a silicon oxide film is formed on the inner wall of 0.

【0003】次に、図7に示すように、エッチングによ
りシリコン酸化膜205及びシリコン窒化膜206をエ
ッチングして、開口210の下方に連続してさらに広い
開口211を形成する。このとき、ベース電極207
は、開口211側において、開口211に突き出したひ
さし部207aを形成し、ひさし部207aの下面が開
口211に露出する。
Next, as shown in FIG. 7, the silicon oxide film 205 and the silicon nitride film 206 are etched by etching to form a wider opening 211 under the opening 210. At this time, the base electrode 207
Forms an eaves portion 207a protruding toward the opening 211 on the side of the opening 211, and the lower surface of the eaves portion 207a is exposed in the opening 211.

【0004】その後、図8に示すように、CVD法によ
りベース層212を成長させる。この成長では、単結晶
のn型サブコレクタ203上では単結晶シリコンの真性
ベース層212aが成長し、ベース電極212のひさし
部207aの下面からは多結晶シリコンの引出ベース層
212bが成長する。このように、真性ベース層212
aと引出ベース層212bとは、それぞれ下方及び上方
から成長し、接続されて一体となる。一方、真性ベース
層212aの中央部では、下から上に単結晶シリコンの
みが成長し、凹部212cが形成される。ここで、真性
ベース層212aの膜厚は40〜120nm程度であ
る。
Thereafter, as shown in FIG. 8, a base layer 212 is grown by the CVD method. In this growth, the intrinsic base layer 212a of single crystal silicon grows on the single crystal n-type subcollector 203, and the drawn base layer 212b of polycrystalline silicon grows from the lower surface of the eaves portion 207a of the base electrode 212. Thus, the intrinsic base layer 212
The a and the extraction base layer 212b grow from below and above, respectively, and are connected and integrated. On the other hand, in the central portion of the intrinsic base layer 212a, only single crystal silicon grows from bottom to top to form the recess 212c. Here, the film thickness of the intrinsic base layer 212a is about 40 to 120 nm.

【0005】次に、図9に示すように、シリコン酸化膜
により第2サイドウォール213を形成し、シリコン酸
化膜205及びシリコン窒化膜206をエッチングによ
り除去してn+型サブコレクタ203aを露出した後、
多結晶シリコンによりエミッタ電極214及びコレクタ
電極216を成膜する。そして、図10に示すように、
エミッタ電極214にAsを70keV,5×1015
-2でイオン注入し、窒素雰囲気において900〜10
00℃で1時間の熱処理を行い、エミッタ電極214か
ら真性ベース層212aにn型不純物を拡散させる。こ
れにより、エミッタ電極214の下部の真性ベース層2
12aにエミッタ領域215が形成される。このように
形成されたエミッタ領域215は、深さ35nm、表面
濃度6×1020cm-3である。
Next, as shown in FIG. 9, a second sidewall 213 is formed of a silicon oxide film, and the silicon oxide film 205 and the silicon nitride film 206 are removed by etching to expose the n + type subcollector 203a. rear,
The emitter electrode 214 and the collector electrode 216 are formed of polycrystalline silicon. Then, as shown in FIG.
As for the emitter electrode 214, 70 keV, 5 × 10 15 c
Ion implantation at m -2 , 900-10 in nitrogen atmosphere
A heat treatment is performed at 00 ° C. for 1 hour to diffuse n-type impurities from the emitter electrode 214 to the intrinsic base layer 212a. As a result, the intrinsic base layer 2 below the emitter electrode 214
An emitter region 215 is formed on 12a. The emitter region 215 thus formed has a depth of 35 nm and a surface concentration of 6 × 10 20 cm −3 .

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の製
造方法では、ベース電極207を形成する工程及びエミ
ッタ電極214を形成する工程は、共に多結晶シリコン
により形成する。一方、CMOSの製造工程では、ゲー
ト電極を多結晶シリコンにより形成するが、ソース及び
ドレイン電極は金属を用いて形成する。このため、上記
のバイポーラトランジスタの製造方法は、CMOSの製
造工程と整合をとることが困難であり、コストダウンが
妨げられている。
In the conventional manufacturing method as described above, the step of forming the base electrode 207 and the step of forming the emitter electrode 214 are both made of polycrystalline silicon. On the other hand, in the CMOS manufacturing process, the gate electrode is made of polycrystalline silicon, but the source and drain electrodes are made of metal. Therefore, it is difficult for the above-described bipolar transistor manufacturing method to match the CMOS manufacturing process, and cost reduction is hindered.

【0007】また、エミッタ電極214に多結晶シリコ
ンを使用しているので、エミッタ電極214による寄生
抵抗を小さくすることが困難であり、高速動作の妨げと
なっている。本発明の目的は、バイポーラトランジスタ
において、製造を簡素化し、コストダウンを図ることに
ある。
Further, since polycrystalline silicon is used for the emitter electrode 214, it is difficult to reduce the parasitic resistance due to the emitter electrode 214, which hinders high speed operation. An object of the present invention is to simplify manufacturing and reduce cost in a bipolar transistor.

【0008】本発明の別の目的は、バイポーラトランジ
スタにおいて、高速動作を向上させることにある。
Another object of the present invention is to improve high speed operation in a bipolar transistor.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】発明1に係るバイポーラ
トランジスタの製造方法は、半導体基板上にバイポーラ
トランジスタを製造する方法であって、半導体基板上に
第1導電型の第1領域を形成する第1領域形成工程と、
第1領域に電気的に接続されるように第1電極を形成す
る第1電極形成工程と、第1領域上に第2導電型の第2
領域を形成する第2領域形成工程と、第2領域に電気的
に接続されるように第2電極を形成する第2電極形成工
程と、第2領域に電気的に接続されるように第1導電型
の第3領域をALD(Atomic Layer Do
ping)法により形成する第3領域形成工程と、第3
領域上に第3電極を形成する第3電極形成工程とを含ん
でいる。
A method of manufacturing a bipolar transistor according to a first aspect of the present invention is a method of manufacturing a bipolar transistor on a semiconductor substrate, wherein a first region of a first conductivity type is formed on the semiconductor substrate. 1 region forming step,
A first electrode forming step of forming a first electrode so as to be electrically connected to the first region, and a second conductivity type second electrode on the first region.
A second region forming step of forming a region; a second electrode forming step of forming a second electrode so as to be electrically connected to the second region; and a first electrode forming so as to be electrically connected to the second region. The third region of the conductivity type is set to ALD (Atomic Layer Do
ping) method for forming a third region, and
And a third electrode forming step of forming a third electrode on the region.

【0010】この製造方法では、ALD(Atomic
Layer Doping)法により第3領域を形成
することにより、第3領域を薄く形成することができ
る。これにより、バイポーラトランジスタの高速化が図
れる。発明2に係るバイポーラトランジスタの製造方法
は、発明1に係るバイポーラトランジスタの製造方法に
おいて、第2電極形成工程は、第2電極を多結晶シリコ
ンにより形成する工程を含み、第3電極形成工程は、第
3電極を金属により形成する工程を含んでいる。
In this manufacturing method, ALD (Atomic)
By forming the third region by the Layer Doping method, the third region can be thinly formed. As a result, the speed of the bipolar transistor can be increased. A method for manufacturing a bipolar transistor according to a second aspect of the present invention is the method for manufacturing a bipolar transistor according to the first aspect, wherein the second electrode forming step includes a step of forming the second electrode from polycrystalline silicon, and the third electrode forming step comprises It includes a step of forming the third electrode with a metal.

【0011】この製造方法では、ALD法により形成さ
れた第3領域上に、金属により第3電極を形成する。従
って、第2電極及び第3電極を共に多結晶シリコンによ
り形成する場合に比較して、多結晶シリコンの成膜工程
を削減できる。また、第3電極形成工程は、金属で電極
を形成する工程であるため、CMOSのソース及びドレ
イン電極を形成する工程と共に行うことができる。これ
により、バイポーラトランジスタの製造コストを低減で
きる。さらに、第3電極を金属により形成するので、多
結晶シリコンにより形成する場合に比較して寄生抵抗値
を低減でき、高速動作を向上させることができる。
In this manufacturing method, the third electrode is formed of metal on the third region formed by the ALD method. Therefore, as compared with the case where both the second electrode and the third electrode are made of polycrystalline silicon, the step of forming polycrystalline silicon can be reduced. Further, the third electrode forming step is a step of forming electrodes with a metal, and thus can be performed together with the step of forming the source and drain electrodes of the CMOS. This can reduce the manufacturing cost of the bipolar transistor. Furthermore, since the third electrode is formed of metal, the parasitic resistance value can be reduced and high-speed operation can be improved as compared with the case where the third electrode is formed of polycrystalline silicon.

【0012】発明3に係るバイポーラトランジスタは、
半導体基板上に形成されるバイポーラトランジスタであ
って、半導体基板上に形成された第1導電型の第1領域
と、第1領域に電気的に接続された第1電極と、第1領
域上に形成された第2導電型の第2領域と、第2領域に
電気的に接続され多結晶シリコンにより形成された第2
電極と、第2領域に電気的に接続されALD(Atom
ic Layer Doping)法により形成された
第1導電型の第3領域と、第3領域上に金属により形成
された第3電極とを備えている。
A bipolar transistor according to a third aspect of the invention is
A bipolar transistor formed on a semiconductor substrate, comprising: a first region of a first conductivity type formed on a semiconductor substrate; a first electrode electrically connected to the first region; and a first electrode formed on the first region. The formed second region of the second conductivity type and the second region electrically connected to the second region and formed of polycrystalline silicon.
The ALD (Atom) is electrically connected to the electrode and the second region.
The third region of the first conductivity type is formed by the ic layer doping method, and the third electrode is formed of metal on the third region.

【0013】このバイポーラトランジスタは、発明2に
係るバイポーラトランジスタの製造方法により製造され
る。従って、上記で述べたように、第2電極及び第3電
極を共に多結晶シリコンにより形成する場合に比較し
て、多結晶シリコンの成膜工程を削減できる。また、第
3電極工程は、金属で電極を形成する工程であるため、
CMOSのソース及びドレイン電極を形成する工程と共
に行うことができる。これにより、バイポーラトランジ
スタの製造コストを低減できる。さらに、第3電極を金
属により形成するので、多結晶シリコンにより形成する
場合に比較して寄生抵抗値を低減でき、高速動作を向上
させることができる。
This bipolar transistor is manufactured by the method for manufacturing a bipolar transistor according to the second aspect of the invention. Therefore, as described above, compared with the case where both the second electrode and the third electrode are made of polycrystalline silicon, it is possible to reduce the step of forming polycrystalline silicon. Further, since the third electrode step is a step of forming an electrode with a metal,
This can be performed together with the step of forming the source and drain electrodes of the CMOS. This can reduce the manufacturing cost of the bipolar transistor. Furthermore, since the third electrode is formed of metal, the parasitic resistance value can be reduced and high-speed operation can be improved as compared with the case where the third electrode is formed of polycrystalline silicon.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】〔構成〕図1から図4は、本発明
の一実施形態に係るバイポーラトランジスタの製造工程
を説明するための断面図であり、図5は、本実施形態に
係るバイポーラトランジスタの完成断面図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION [Structure] FIGS. 1 to 4 are sectional views for explaining a manufacturing process of a bipolar transistor according to an embodiment of the present invention, and FIG. It is a completed sectional view of a transistor.

【0015】本実施形態に係るバイポーラトランジスタ
は、p型シリコン基板101上にn +型サブコレクタ1
02及びn型サブコレクタ103が形成されており、n
型サブコレクタ103内にはシリコン酸化膜よりなるフ
ィールド酸化膜104が形成されている。また、n+
サブコレクタ102に連結されるようにn+型サブコレ
クタ102aが形成されている。さらに、n型サブコレ
クタ103上にはシリコン酸化膜105及びシリコン窒
化膜106の二重絶縁膜が形成されており、二重絶縁膜
上には多結晶シリコンからなるベース電極107が形成
されており、さらにベース電極107上にはシリコン酸
化膜108が形成されている。
Bipolar transistor according to the present embodiment
Is n on the p-type silicon substrate 101. +Type sub-collector 1
02 and n-type sub-collector 103 are formed, and n
A mold made of a silicon oxide film is formed in the mold subcollector 103.
A field oxide film 104 is formed. Also, n+Type
N as connected to the sub-collector 102+Type sub-collection
The tractor 102a is formed. Furthermore, n-type sub-collection
Silicon oxide film 105 and silicon nitride
The double insulating film of the chemical conversion film 106 is formed.
A base electrode 107 made of polycrystalline silicon is formed on top
Silicon oxide on the base electrode 107.
The chemical film 108 is formed.

【0016】また、ベース電極107及びシリコン酸化
膜108には開口110が形成されており、開口110
の内壁にはシリコン酸化膜からなる第1サイドウォール
109が形成されている。開口110の下方には、ベー
ス電極107に連結してベース層112が形成されてい
る。ベース層112は、単結晶シリコンからなる真性ベ
ース層112aと、多結晶シリコンからなる引出ベース
層112bとからなる。また、ベース層112には、開
口110に連続して凹部112cが形成されている。
An opening 110 is formed in the base electrode 107 and the silicon oxide film 108, and the opening 110 is formed.
A first sidewall 109 made of a silicon oxide film is formed on the inner wall of the. A base layer 112 is formed below the opening 110 so as to be connected to the base electrode 107. The base layer 112 is composed of an intrinsic base layer 112a made of single crystal silicon and a lead base layer 112b made of polycrystalline silicon. Further, the base layer 112 is formed with a recess 112c continuous with the opening 110.

【0017】この凹部112cの内壁及び第1サイドウ
ォール109の内壁には、第2サイドウォール113が
形成されている。この第2サイドウォール113の内側
では、真性ベース層112aの表面に、ALD(Ato
mic Layer Doping)法によりエミッタ
領域115が形成されている。エミッタ領域115上に
はアルミニウム又は銅等の金属により形成されたエミッ
タ電極114が形成されている。さらにエミッタ電極1
14の側面は、シリコン酸化膜116により覆われてい
る。また、コレクタ電極117がn+型サブコレクタ1
02aに連結されている。
A second sidewall 113 is formed on the inner wall of the recess 112c and the inner wall of the first sidewall 109. Inside the second sidewall 113, ALD (Ato (Ato) is formed on the surface of the intrinsic base layer 112a.
The emitter region 115 is formed by the mic layer doping method. An emitter electrode 114 made of a metal such as aluminum or copper is formed on the emitter region 115. Furthermore, the emitter electrode 1
The side surface of 14 is covered with a silicon oxide film 116. In addition, the collector electrode 117 is an n + type sub-collector 1
Connected to 02a.

【0018】〔製造フロー〕以下、図1〜図4を順に参
照し、本実施形態のバイポーラトランジスタの製造工程
を説明する。図1に示すように、抵抗率が50Ωcm、
面方位(100)のp型シリコン基板101の表面に、
As濃度1021cm-3程度のn+サブコレクタ102
と、As濃度1018cm-3程度のエピタキシャル層から
なるn型サブコレクタ103とを形成する。またn型サ
ブコレクタ103の表面に露出するシリコン酸化膜より
なるフィールド酸化膜104を形成する。さらに、n型
サブコレクタ103上に、シリコン酸化膜105及びシ
リコン窒化膜106をCVDにより成膜し、引き続き、
+多結晶シリコンからなるベース電極107を形成
し、ベース電極107を覆うようにシリコン酸化膜10
8を形成する。また、n型サブコレクタ103の所定領
域にリンをイオン注入し熱拡散することにより、n+
サブコレクタ102に連結されるようにn+型サブコレ
クタ102aを形成する。そして、ベース電極107及
びシリコン酸化膜108をドライエッチングし、開口1
10を形成し、開口部110の内壁にシリコン酸化膜に
より第1サイドウォール109を形成する。
[Manufacturing Flow] The manufacturing process of the bipolar transistor of this embodiment will be described below with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the resistivity is 50 Ωcm,
On the surface of the p-type silicon substrate 101 having the plane orientation (100),
N + subcollector 102 with an As concentration of about 10 21 cm -3
And an n-type subcollector 103 formed of an epitaxial layer having an As concentration of about 10 18 cm −3 . Further, a field oxide film 104 of a silicon oxide film exposed on the surface of the n-type subcollector 103 is formed. Further, a silicon oxide film 105 and a silicon nitride film 106 are formed on the n-type subcollector 103 by CVD, and then,
A base electrode 107 made of p + polycrystalline silicon is formed, and a silicon oxide film 10 is formed so as to cover the base electrode 107.
8 is formed. Further, phosphorus is ion-implanted into a predetermined region of the n-type subcollector 103 and thermally diffused to form the n + -type subcollector 102 a so as to be connected to the n + -type subcollector 102. Then, the base electrode 107 and the silicon oxide film 108 are dry-etched to form the opening 1
10 is formed, and the first sidewall 109 is formed on the inner wall of the opening 110 with a silicon oxide film.

【0019】次に、図2に示すように、シリコン酸化膜
105及びシリコン窒化膜106をウェットエッチング
で除去し、開口部110の下方に連続してさらに広い開
口111を形成する。このとき、開口部111の底面に
は、n型サブコレクタ103の一部が露出する。また、
ベース電極107は、開口111側の端部において下面
が開口111に露出され、ひさし部107aを構成す
る。
Next, as shown in FIG. 2, the silicon oxide film 105 and the silicon nitride film 106 are removed by wet etching to form a wider opening 111 continuously below the opening 110. At this time, a part of the n-type subcollector 103 is exposed on the bottom surface of the opening 111. Also,
The lower surface of the base electrode 107 is exposed to the opening 111 at the end portion on the side of the opening 111, and constitutes the eaves portion 107a.

【0020】その後、図3に示すように、p型シリコン
ゲルマニウムによりベース層112をn型サブコレクタ
103上にヘテロエピタキシャル成長する。n型サブコ
レクタ103の表面では、n型サブコレクタ103が単
結晶シリコンであるため、n型サブコレクタ103の表
面から上方に向って単結晶シリコンの真性ベース層11
2aが成長する。一方、ベース電極107の下面では、
ベース電極107が多結晶シリコンであるため、ベース
電極107の下面から下方に向って多結晶シリコンの引
出ベース層112bが成長する。このように上下に向っ
て成長する真性ベース層112a及び引出ベース層11
2bは、ひさし部107aの下方において連続し、一体
となってベース層112を形成する。ひさし部107a
の下方に位置しない真性ベース層112aの中央部で
は、真性ベース層112aのみが成長するため、ベース
層112は、中央部で周縁部よりも薄くなり、凹部11
2cが形成される。
Thereafter, as shown in FIG. 3, a base layer 112 is heteroepitaxially grown on the n-type sub-collector 103 with p-type silicon germanium. On the surface of the n-type sub-collector 103, since the n-type sub-collector 103 is single crystal silicon, the intrinsic base layer 11 of single-crystal silicon extends upward from the surface of the n-type sub-collector 103.
2a grows. On the other hand, on the lower surface of the base electrode 107,
Since the base electrode 107 is polycrystalline silicon, the polycrystalline silicon extraction base layer 112b grows downward from the lower surface of the base electrode 107. In this way, the intrinsic base layer 112a and the extraction base layer 11 that grow vertically are formed.
2b is continuous under the eaves portion 107a and integrally forms the base layer 112. Eaves part 107a
In the central portion of the intrinsic base layer 112a which is not located below the base layer 112, only the intrinsic base layer 112a grows.
2c is formed.

【0021】シリコンゲルマニウムの成膜方法は、AP
CVD法、LPCVD法、UHV−CVD法などがある
が、低温で高品質なシリコンゲルマニウム膜が得られる
UHV−CVD法を使用するのが好ましい。本実施形態
では、UHV−CVD法を使用し、成膜温度550℃、
成膜圧力10-3Torrの条件で、成膜ガスとしてSi
4とGeH4とB26とを用いた。なお、ボロン濃度
は、1018cm-3程度とし、ゲルマニウム濃度はピーク
値15%の傾斜分布とした。この条件下の成膜の結果、
100nmの真性ベース層107が得られた。
The film formation method of silicon germanium is AP
Although there are a CVD method, an LPCVD method, a UHV-CVD method and the like, it is preferable to use the UHV-CVD method which can obtain a high quality silicon germanium film at a low temperature. In this embodiment, the UHV-CVD method is used, and the film formation temperature is 550 ° C.
Si was used as a film forming gas under the film forming pressure of 10 −3 Torr.
H 4 , GeH 4, and B 2 H 6 were used. The boron concentration was set to about 10 18 cm −3 , and the germanium concentration was set to a gradient distribution with a peak value of 15%. As a result of film formation under these conditions,
A 100 nm intrinsic base layer 107 was obtained.

【0022】次に、図4に示すように、第1サイドウォ
ール109上に第2サイドウォール113を形成した
後、凹部112cの底面にALD(Atomic La
yerDoping)法によりエミッタ領域115を形
成する。ALD法によるエミッタ領域115の形成は、
まず、AsH3ガスを使用し、処理温度550℃、圧力
3×10-10Torrの条件下で、UHV−CVD法に
より真性ベース領域112aの表面に砒素を吸着させ
る。次に、シリコン酸化膜を450℃で成長させてキャ
ップ層とする。その後、1000℃、5秒のRTA(R
apid Thermal Annealing)によ
り、砒素を真性ベース領域112aの表面から内部に拡
散させると共に、活性化させる。そして、キャップ層を
エッチングにより取り除く。
Next, as shown in FIG. 4, after the second sidewall 113 is formed on the first sidewall 109, an ALD (Atomic La) is formed on the bottom surface of the recess 112c.
The emitter region 115 is formed by the yer doping method. The formation of the emitter region 115 by the ALD method is
First, using AsH 3 gas, arsenic is adsorbed on the surface of the intrinsic base region 112a by the UHV-CVD method under the processing temperature of 550 ° C. and the pressure of 3 × 10 −10 Torr. Next, a silicon oxide film is grown at 450 ° C. to form a cap layer. Then, RTA (R
arsenic is diffused inward from the surface of the intrinsic base region 112a and activated by rapid thermal annealing. Then, the cap layer is removed by etching.

【0023】本実施形態で形成される真性ベース領域1
12a表面に吸着した砒素原子は一層で最密に配列す
る。砒素原子の直径は0.23nmであるので、吸着し
た砒素原子の面密度は1/(0.23×10-72cm2
=2×1015cm-2であり、RTA(Rapid Th
ermal Annealing)により砒素原子が全
てドーピングされるので、2×1015cm-2のイオン注
入に相当する。また、ここでALD法により形成される
エミッタ領域115の深さは20nmであり、表面濃度
は2×1015cm-2/20×10-7cm=1×1020
-3である。なお、エミッタ領域の表面濃度及び深さ
は、耐圧又は高速化の要求により、RTAの温度及び時
間を調節することにより変更する。
Intrinsic base region 1 formed in this embodiment
The arsenic atoms adsorbed on the surface of 12a are arranged most densely in one layer. Since the diameter of the arsenic atom is 0.23 nm, the surface density of the adsorbed arsenic atom is 1 / (0.23 × 10 -7 ) 2 cm 2
= 2 × 10 15 cm −2 , and RTA (Rapid Th
This is equivalent to ion implantation of 2 × 10 15 cm −2 since all arsenic atoms are doped by the optical annealing. The depth of the emitter region 115 formed by the ALD method is 20 nm, and the surface concentration is 2 × 10 15 cm −2 / 20 × 10 −7 cm = 1 × 10 20 c.
m -3 . The surface concentration and depth of the emitter region are changed by adjusting the temperature and time of the RTA according to the demand for withstand voltage or high speed.

【0024】以上のようにエミッタ領域115を形成し
た後、図5に示すように、層間膜としてシリコン酸化膜
116を形成し、エミッタ領域115及びn+型サブコ
レクタ102aを露出するようにコンタクトホールを形
成した後、アルミニウム又は銅によりエミッタ電極11
4及びコレクタ電極117を形成する。このエミッタ電
極114及びコレクタ電極117の形成は、CMOSの
ソース及びドレイン電極を形成する工程と同時に行うこ
とができる。
After forming the emitter region 115 as described above, as shown in FIG. 5, a silicon oxide film 116 is formed as an interlayer film, and a contact hole is formed so as to expose the emitter region 115 and the n + type subcollector 102a. After being formed, the emitter electrode 11 is made of aluminum or copper.
4 and the collector electrode 117 are formed. The formation of the emitter electrode 114 and the collector electrode 117 can be performed simultaneously with the step of forming the source and drain electrodes of the CMOS.

【0025】〔まとめ〕本実施形態のバイポーラトラン
ジスタでは、エミッタ領域115をALD法により形成
するので、多結晶シリコンのエミッタ電極114を形成
してエミッタ電極114を介してイオン注入を行う必要
がない。そのため、本実施形態では、エミッタ電極11
4を金属により形成することができ、多結晶シリコンを
積層する工程を低減できる。また、エミッタ電極114
及びコレクタ電極117を金属で形成するため、エミッ
タ電極114及びコレクタ電極117の形成工程は、C
MOSのソース及びドレイン電極を形成する工程と同時
に行うことができる。この結果、製造工程を簡素化し、
バイポーラトランジスタの製造コストを低減できる。
[Summary] In the bipolar transistor of this embodiment, since the emitter region 115 is formed by the ALD method, it is not necessary to form the polycrystalline silicon emitter electrode 114 and perform ion implantation through the emitter electrode 114. Therefore, in the present embodiment, the emitter electrode 11
4 can be formed of a metal, and the step of stacking polycrystalline silicon can be reduced. In addition, the emitter electrode 114
Since the collector electrode 117 and the collector electrode 117 are made of metal, the process of forming the emitter electrode 114 and the collector electrode 117 is
It can be performed simultaneously with the step of forming the source and drain electrodes of the MOS. As a result, the manufacturing process is simplified,
The manufacturing cost of the bipolar transistor can be reduced.

【0026】また、本実施形態では、エミッタ電極11
4を金属により形成するので、多結晶シリコンにより形
成する場合に比較して、寄生抵抗を低減できる。これに
より、バイポーラトランジスタの高速動作を向上でき
る。
In the present embodiment, the emitter electrode 11
Since 4 is made of metal, the parasitic resistance can be reduced as compared with the case of being made of polycrystalline silicon. As a result, the high speed operation of the bipolar transistor can be improved.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明によれば、バイポーラトランジス
タの製造を簡素化し、コストを低減できる。また、本発
明によれば、バイポーラトランジスタの高速動作を向上
できる。
According to the present invention, the manufacturing of the bipolar transistor can be simplified and the cost can be reduced. Further, according to the present invention, the high speed operation of the bipolar transistor can be improved.

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

【図1】本発明の一実施形態例に係るバイポーラトラン
ジスタの製造フロー(その1)。
FIG. 1 is a manufacturing flow (1) of a bipolar transistor according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施形態例に係るバイポーラトラン
ジスタの製造フロー(その2)。
FIG. 2 is a manufacturing flow (part 2) of the bipolar transistor according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施形態例に係るバイポーラトラン
ジスタの製造フロー(その3)。
FIG. 3 is a manufacturing flow (No. 3) of the bipolar transistor according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施形態例に係るバイポーラトラン
ジスタの製造フロー(その4)。
FIG. 4 is a manufacturing flow (4) of the bipolar transistor according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施形態例に係るバイポーラトラン
ジスタの完成断面図。
FIG. 5 is a completed cross-sectional view of a bipolar transistor according to an exemplary embodiment of the present invention.

【図6】従来のバイポーラトランジスタの製造フロー
(その1)。
FIG. 6 is a manufacturing flow (1) of a conventional bipolar transistor.

【図7】従来のバイポーラトランジスタの製造フロー
(その2)。
FIG. 7 is a manufacturing flow (2) of a conventional bipolar transistor.

【図8】従来のバイポーラトランジスタの製造フロー
(その3)。
FIG. 8 is a manufacturing flow (3) of a conventional bipolar transistor.

【図9】従来のバイポーラトランジスタの製造フロー
(その4)。
FIG. 9 is a manufacturing flow (4) of a conventional bipolar transistor.

【図10】従来のバイポーラトランジスタの完成断面
図。
FIG. 10 is a completed sectional view of a conventional bipolar transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 p型シリコン基板 102,102a n+サブコレクタ 103 n型サブコレクタ 104 フィールド酸化膜 105 シリコン酸化膜 106 シリコン窒化膜 107 ベース電極 107a ひさし部 108 シリコン酸化膜 109 第1サイドウォール 110,111 開口部 112 ベース層 112a 真性ベース層 112b 引出ベース層 112c 凹部 114 エミッタ電極 115 エミッタ領域 116 シリコン酸化膜 117 コレクタ電極101 p-type silicon substrate 102, 102a n + subcollector 103 n-type subcollector 104 field oxide film 105 silicon oxide film 106 silicon nitride film 107 base electrode 107a eaves portion 108 silicon oxide film 109 first sidewalls 110, 111 opening 112 Base layer 112a Intrinsic base layer 112b Lead-out base layer 112c Recess 114 Emitter electrode 115 Emitter region 116 Silicon oxide film 117 Collector electrode

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板上にバイポーラトランジスタを
製造する方法であって、 前記半導体基板上に第1導電型の第1領域を形成する第
1領域形成工程と、 前記第1領域に電気的に接続されるように第1電極を形
成する第1電極形成工程と、 前記第1領域上に第2導電型の第2領域を形成する第2
領域形成工程と、 前記第2領域に電気的に接続されるように第2電極を形
成する第2電極形成工程と、 前記第2領域に電気的に接続されるように第1導電型の
第3領域をALD(Atomic Layer Dop
ing)法により形成する第3領域形成工程と、 前記第3領域上に第3電極を形成する第3電極形成工程
と、を含むバイポーラトランジスタの製造方法。
1. A method of manufacturing a bipolar transistor on a semiconductor substrate, the method comprising: forming a first region of a first conductivity type on the semiconductor substrate; forming a first region electrically; A first electrode forming step of forming a first electrode so as to be connected, and a second step of forming a second region of a second conductivity type on the first region
A region forming step, a second electrode forming step of forming a second electrode so as to be electrically connected to the second region, and a first conductivity type first electrode so as to be electrically connected to the second region. ALD (Atomic Layer Dop)
ing) method for forming a third region, and a third electrode forming process for forming a third electrode on the third region.
【請求項2】前記第2電極形成工程は、前記第2電極を
多結晶シリコンにより形成する工程を含み、 前記第3電極形成工程は前記第3電極を金属により形成
する工程を含む、請求項1に記載のバイポーラトランジ
スタの製造方法。
2. The second electrode forming step includes a step of forming the second electrode with polycrystalline silicon, and the third electrode forming step includes a step of forming the third electrode with a metal. 1. The method for manufacturing the bipolar transistor according to 1.
【請求項3】半導体基板上に形成されるバイポーラトラ
ンジスタであって、 前記半導体基板上に形成された第1導電型の第1領域
と、 前記第1領域に電気的に接続された第1電極と、 前記第1領域上に形成された第2導電型の第2領域と、 前記第2領域に電気的に接続され、多結晶シリコンによ
り形成された第2電極と、 前記第2領域に電気的に接続され、ALD(Atomi
c Layer Doping)法により形成された第
1導電型の第3領域と、 前記第3領域上に金属により形成された第3電極と、を
備えるバイポーラトランジスタ。
3. A bipolar transistor formed on a semiconductor substrate, wherein a first region of a first conductivity type formed on the semiconductor substrate and a first electrode electrically connected to the first region. A second region of the second conductivity type formed on the first region, a second electrode electrically connected to the second region and formed of polycrystalline silicon, and an electrical connection to the second region. ALD (Atomi)
A bipolar transistor including a third region of the first conductivity type formed by the c Layer Doping method, and a third electrode formed of a metal on the third region.
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