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JP3159527B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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Publication number
JP3159527B2
JP3159527B2 JP17804592A JP17804592A JP3159527B2 JP 3159527 B2 JP3159527 B2 JP 3159527B2 JP 17804592 A JP17804592 A JP 17804592A JP 17804592 A JP17804592 A JP 17804592A JP 3159527 B2 JP3159527 B2 JP 3159527B2
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JP
Japan
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film
silicon
oxide film
polysilicon
base
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JP17804592A
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Japanese (ja)
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JPH0621071A (en
Inventor
茂樹 澤田
Original Assignee
松下電子工業株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by 松下電子工業株式会社 filed Critical 松下電子工業株式会社
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Publication of JPH0621071A publication Critical patent/JPH0621071A/en
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
関し、特に超高速動作を特長とするバイポーラ型トラン
ジスタの製造方法に係わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method for manufacturing a bipolar transistor characterized by ultra-high speed operation.

【0002】[0002]

【従来の技術】バイポーラトランジスタの微細化が進
み、ベース厚みが薄くなるにつれて、ベース抵抗の増大
により高周波特性が劣化する。それを避けるためベース
の不純物濃度を高くすると、それ以上にエミッタの濃度
も高くする必要がある。これはエミッタバンドギャップ
を縮小することで電流注入効率が低下する、すなわち電
流増幅率の低下につながる。それを防ぐにはエミッタ材
料のバンド幅をベース材料よりも大きくすることが必要
である。このため、ヘテロ接合のバイポーラトランジス
タ構造(HBT)が必要となる。
2. Description of the Related Art As the miniaturization of bipolar transistors progresses and the thickness of the base becomes thinner, the high-frequency characteristics deteriorate due to an increase in the base resistance. To avoid this, if the impurity concentration of the base is increased, it is necessary to further increase the concentration of the emitter. This reduces the current injection efficiency by reducing the emitter band gap, that is, leads to a reduction in the current amplification factor. To prevent this, it is necessary to make the bandwidth of the emitter material larger than that of the base material. For this reason, a heterojunction bipolar transistor structure (HBT) is required.

【0003】HBTの中では、シリコンゲルマニウム混
晶を用いたヘテロ構造が有効である。その結晶構造の整
合性の良さから、現在、実用化が進められている。特
に、シリコンゲルマニウムをベースに用いたHBTは、
LSIの分野が中心に用いられている。それはトランジ
スタ自体の高速性の点、GaAs系のHBTが優れてい
る。このため単体や小規模なICにはそのようなものが
使用される。一例として、シリコンゲルマニウム型のH
BTを実用化することが、アイ・イー・ディー・エム・
テクノロジー・ダイジェスト 1990年 第603ペー
ジ(IEDM Tech. Dig.(1990) p.6
03)に示されている。LSIの分野に用いるために、
自己整合構造とその製造プロセスが不可欠である。ベー
ス抵抗を低減させるために、エミッタ寸法を微細化した
り、真性ベース領域とベース電極間の距離を微細化する
こと、さらに寄生容量を低減させるために各領域の微細
化を行うことが必要である。このためには、これらの微
細化を自己整合構造で実現することが重要となる。
[0003] Among HBTs, a heterostructure using a silicon-germanium mixed crystal is effective. Practical application is currently being promoted due to the good consistency of the crystal structure. In particular, HBTs based on silicon germanium are:
The field of LSI is mainly used. The GaAs HBT is superior in terms of the high speed of the transistor itself. For this reason, such a thing is used for a simple substance or a small-sized IC. As an example, silicon germanium type H
Putting BT into practical use is
Technology Digest, 1990, page 603 (IEDM Tech. Dig. (1990) p.6)
03). To use in the field of LSI,
A self-aligned structure and its manufacturing process are essential. In order to reduce the base resistance, it is necessary to reduce the size of the emitter, to reduce the distance between the intrinsic base region and the base electrode, and to further reduce the size of each region in order to reduce the parasitic capacitance. . For this purpose, it is important to realize such miniaturization with a self-aligned structure.

【0004】従来の技術による自己整合構造のシリコン
ゲルマニウムをベースとして用いたNPNトランジスタ
の工程順断面図を図4に示す。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a process of an NPN transistor using silicon germanium having a self-aligned structure as a base according to the prior art.

【0005】図4aに示すように、コレクタとなるN型
シリコン基板1上にベース電極となるP型ポリシリコン
膜2と続いて酸化膜3を形成する。この後、フォトリソ
グラフィで所定の領域にパターニングしたレジスト(図
示せず)をマスクに、酸化膜3と続いてポリシリコン膜
2をエッチング除去する。その後レジトを除去し、真性
ベースおよびエミッタを形成する領域となるシリコン基
板1を露出させると同時に、ベース電極を形成する。
As shown in FIG. 4A, a P-type polysilicon film 2 serving as a base electrode and an oxide film 3 are formed on an N-type silicon substrate 1 serving as a collector. Thereafter, using a resist (not shown) patterned in a predetermined region by photolithography as a mask, the oxide film 3 and subsequently the polysilicon film 2 are removed by etching. Thereafter, the resist is removed to expose the silicon substrate 1 which is a region for forming the intrinsic base and the emitter, and at the same time, a base electrode is formed.

【0006】次に図4bのように、全面に成長した酸化
膜を異方性の高いドライエッチングで、シリコン基板1
が露出した近傍のポリシリコン膜2の側面に、酸化膜サ
イドウォール4を残す。そして熱処理でポリシリコン膜
2中のP型不純物をシリコン基板中1に導入し、P型外
部ベース層5を形成する。さらに超高真空CVD法等を
用い、ベース層となるP型のシリコンゲルマニウム混晶
層6を全面に成長する。
Next, as shown in FIG. 4B, the oxide film grown on the entire surface is dry-etched with high anisotropy to form a silicon substrate 1.
The oxide film sidewall 4 is left on the side surface of the polysilicon film 2 in the vicinity of the exposed portion. Then, a P-type impurity in the polysilicon film 2 is introduced into the silicon substrate 1 by heat treatment to form a P-type external base layer 5. Further, a P-type silicon germanium mixed crystal layer 6 serving as a base layer is grown on the entire surface by using an ultra-high vacuum CVD method or the like.

【0007】最後に図4cに示すように、エミッタ電極
となるN型ポリシリコン膜7を形成し、熱処理によりポ
リシリコン膜7中のN型不純物をP型のシリコンゲルマ
ニウム混晶層6中に導入し、N型エミッタ層8を形成す
る。
Finally, as shown in FIG. 4C, an N-type polysilicon film 7 serving as an emitter electrode is formed, and N-type impurities in the polysilicon film 7 are introduced into the P-type silicon germanium mixed crystal layer 6 by heat treatment. Then, an N-type emitter layer 8 is formed.

【0008】従来の技術による自己整合構造のシリコン
ゲルマニウムをベースとして用いたNPNトランジスタ
のもう一つの工程順断面図を図5に示す。
FIG. 5 is a sectional view showing another process of an NPN transistor using silicon germanium having a self-aligned structure as a base according to the prior art.

【0009】図5aに示すように、コレクタとなるN型
シリコン基板11上にベース電極となるP型ポリシリコ
ン膜12と続いて酸化膜13を形成する。この後、フォ
トリソグラフィにより所定の領域にパターニングしたレ
ジスト(図示せず)をマスクに、酸化膜13と続いてポ
リシリコン膜12をエッチング除去する。その後レジト
を除去し、真性ベースおよびエミッタを形成する領域と
なるシリコン基板11を露出させると同時に、ベース電
極を形成する。次に超高真空CVD法等を用い、ベース
層となるP型のシリコンゲルマニウム混晶層14を全面
に成長する。
As shown in FIG. 5A, a P-type polysilicon film 12 as a base electrode and an oxide film 13 are formed on an N-type silicon substrate 11 as a collector. Thereafter, using a resist (not shown) patterned in a predetermined region by photolithography as a mask, the oxide film 13 and subsequently the polysilicon film 12 are removed by etching. Thereafter, the resist is removed to expose the silicon substrate 11 which is a region where the intrinsic base and the emitter are formed, and at the same time, a base electrode is formed. Next, a P-type silicon germanium mixed crystal layer 14 serving as a base layer is grown on the entire surface by using an ultra-high vacuum CVD method or the like.

【0010】そして図5bのように、レジストを全面に
塗布した後エッチバックすることにより、酸化膜13と
P型ポリシリコン膜12をエッチング除去して、凹部に
レジスト15を残す。このレジスト15をマスクに酸化
膜13上のシリコンゲルマニウム混晶層14をエッチン
グ除去する。
Then, as shown in FIG. 5B, a resist is applied on the entire surface and then etched back to remove the oxide film 13 and the P-type polysilicon film 12 by etching , thereby leaving the resist 15 in the concave portion. Using the resist 15 as a mask, the silicon-germanium mixed crystal layer 14 on the oxide film 13 is removed by etching.

【0011】最後に図5cに示すように、レジストを除
去した後、全面に成長した酸化膜を異方性の高いドライ
エッチングで、シリコンゲルマニウム混晶層14が露出
した近傍のポリシリコン膜12の側面に酸化膜サイドウ
ォール16として残す。そして熱処理でポリシリコン膜
12中のP型不純物をシリコン基板中11に導入し、P
型外部ベース層17を形成する。さらに、エミッタ電極
となるN型ポリシリコン膜18を形成し、熱処理により
ポリシリコン膜18中のN型不純物をシリコンゲルマニ
ウム混晶層14中に導入し、N型エミッタ層19を形成
する。
Finally, as shown in FIG. 5C, after removing the resist, the oxide film grown on the entire surface is dry-etched with high anisotropy to remove the polysilicon film 12 in the vicinity where the silicon-germanium mixed crystal layer 14 is exposed. The oxide film sidewall 16 is left on the side surface. Then, P-type impurities in the polysilicon film 12 are introduced into the silicon substrate 11 by heat treatment,
The mold external base layer 17 is formed. Further, an N-type polysilicon film 18 serving as an emitter electrode is formed, and N-type impurities in the polysilicon film 18 are introduced into the silicon-germanium mixed crystal layer 14 by a heat treatment to form an N-type emitter layer 19.

【0012】以上のようにこの方法によると、エミッタ
領域、ベース電極引出し部を自己整合的に形成できる。
フォトリソの限界を超えたエミッタ寸法の微細化や真性
ベース領域とベース電極間の距離の微細化を図ることが
でき、ベース抵抗の低減が可能となる。
As described above, according to this method, the emitter region and the base electrode lead-out portion can be formed in a self-aligned manner.
It is possible to reduce the size of the emitter beyond the limit of the photolithography and the distance between the intrinsic base region and the base electrode, thereby reducing the base resistance.

【0013】図4に示されているように、P型外部ベー
ス層5とベース層となるP型のシリコンゲルマニウム混
晶層6のオーバーラップが問題となる。すなわち、この
不純物同士のオーバーラップ量が不十分であれば、コレ
クタエミッタ間の耐圧低下を招く。また、十分なオーバ
ーラップを得るためにP型外部ベース層5を深くすれ
ば、トランジスタの周辺成分の効果等でトランジスタの
高周波特性が低下する。このような問題は、酸化膜サイ
ドウォール4の形成後にベース層となるP型のシリコン
ゲルマニウム混晶層6を成長する場合、避けられない問
題である。
As shown in FIG. 4, an overlap between the P-type external base layer 5 and the P-type silicon germanium mixed crystal layer 6 serving as the base layer poses a problem. That is, if the amount of overlap between the impurities is insufficient, the breakdown voltage between the collector and the emitter is reduced. Further, if the P-type external base layer 5 is made deeper to obtain a sufficient overlap, the high frequency characteristics of the transistor deteriorate due to the effect of the peripheral components of the transistor. Such a problem is inevitable when the P-type silicon-germanium mixed crystal layer 6 serving as a base layer is grown after the formation of the oxide film sidewall 4.

【0014】この問題を避けるためには、酸化膜サイド
ウォールを形成する前に、シリコンゲルマニウム層を成
長すれば良い。しかし、ポリシリコンベース電極上の酸
化膜上にもシリコンゲルマニウム層が形成されると、ポ
リシリコンエミッタ電極とポリシリコンベース電極間が
リークあるいは短絡する。この対策としては、酸化膜上
には成長せず、シリコン上にしか成長しないシリコンゲ
ルマニウムの選択成長技術を用いるか、シリコン上のシ
リコンゲルマニウム層をマスクし、酸化膜上のシリコン
ゲルマニウム層だけをエッチング除去する方法が考えら
れる。
To avoid this problem, a silicon germanium layer may be grown before forming the oxide film sidewall. However, if a silicon germanium layer is also formed on the oxide film on the polysilicon base electrode, a leak or short circuit occurs between the polysilicon emitter electrode and the polysilicon base electrode. As a countermeasure, use a selective growth technique of silicon germanium that does not grow on the oxide film and only grows on silicon, or mask the silicon germanium layer on silicon and etch only the silicon germanium layer on the oxide film There is a method of removing it.

【0015】シリコンゲルマニウムの選択成長は、例え
ばアプライド・フィジックス・レター 1988年 第5
2巻 第2242ページ(Appl. Phys. Le
tt.52(1988) p.2242)に示されてい
る。すなわちガスソース分子線エピタキシャル法を用い
る。また、アイ・イー・イー・イー エレクトロン・デ
バイス・レター 1989年 EDL−10 第159ペ
ージ(IEEE Electron Device L
ett. EDL−10(1989) p.159)に示
されている。すなわちランプ加熱制御の減圧CVD(L
RP)法を用いることで可能になる。
The selective growth of silicon germanium is described, for example, in Applied Physics Letter 1988, 5th.
Vol. 2, page 2242 (Appl. Phys. Le
tt. 52 (1988) p. 2242). That is, the gas source molecular beam epitaxial method is used. Also, IEE Electron Device Letter, 1989, EDL-10, p. 159 (IEEE Electron Device L)
ett. EDL-10 (1989) p. 159). That is, low pressure CVD (L
This becomes possible by using the (RP) method.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成で、ガ
スソース分子線エピタキシャル法では、大量のシランガ
スを反応チャンバー内に蓄えるため、危険で同時に成長
速度が不安定である。またランプ加熱制御の減圧CVD
法では、大口径ウエハーのランプアニール用窓を高真空
封止することが困難である等、雰囲気制御に大きな問題
がある。以上のように選択成長では工業化することが非
常に困難である。
In the conventional gas source molecular beam epitaxy method, since a large amount of silane gas is stored in the reaction chamber, the growth rate is dangerous and the growth rate is unstable at the same time. Low pressure CVD for lamp heating control
According to the method, there is a great problem in atmosphere control, for example, it is difficult to seal a lamp annealing window of a large-diameter wafer under a high vacuum. As described above, it is very difficult to industrialize by selective growth.

【0017】一方、選択性は無いが工業化に有利なもの
が、アプライド・フィジックス・レター 1988年 第
53巻 2555ページ(Appl. Phys. Le
tt.53(1988) p.2555)に示されてい
る。これは超高真空CVD法を用いて、シリコンゲルマ
ニウム混晶層をベースとして用いたヘテロエミッタトラ
ンジスタを、自己整合技術により形成する。
On the other hand, those which have no selectivity but are advantageous for industrialization are disclosed in Applied Physics Letter, 1988, Vol. 53, p. 2555 (Appl. Phys. Le.
tt. 53 (1988) p. 2555). In this method, a hetero-emitter transistor using a silicon-germanium mixed crystal layer as a base is formed by a self-alignment technique using an ultra-high vacuum CVD method.

【0018】次に前記の従来技術の別の構成では、シリ
コン上のシリコンゲルマニウム層をマスクし、酸化膜上
のシリコンゲルマニウム層だけをエッチング除去する方
法が用いられている。しかし、この例では、エッチバッ
クでポリシリコンベース電極の凹部を埋め込んだレジス
ト15やあるいはポリシリコン膜をマスクとしてシリコ
ンゲルマニウム混晶層14をエッチングすると、凹部の
酸化膜13の側面にもシリコンゲルマニウム混晶層14
が残る。したがってその後の工程で酸化膜サイドウォー
ル16を形成しても、ベース電極の角でベース電極とな
るP型ポリシリコン膜12やシリコンゲルマニウム混晶
層14とエミッタ電極となるポリシリコン膜18間の絶
縁膜の膜厚が薄くなる。このため、耐圧や信頼性上の問
題が生じる。これも、ポリシリコン膜12上の酸化膜1
3を形成した後、酸化膜サイドウォール16を形成する
前にシリコンゲルマニウム混晶層14を成長する場合で
も、避けられない問題である。
Next, in another configuration of the prior art, a method is used in which the silicon germanium layer on silicon is masked and only the silicon germanium layer on the oxide film is etched away. However, in this example, if the silicon germanium mixed crystal layer 14 is etched by using the resist 15 or the polysilicon film as a mask in which the recess of the polysilicon base electrode is etched back, the side of the oxide film 13 in the recess is also etched. Crystal layer 14
Remains. Therefore, even if the oxide film sidewall 16 is formed in a subsequent step, the insulation between the P-type polysilicon film 12 or the silicon germanium mixed crystal layer 14 serving as the base electrode and the polysilicon film 18 serving as the emitter electrode is formed at the corner of the base electrode. The thickness of the film becomes thin. For this reason, there are problems in withstand voltage and reliability. This is also the oxide film 1 on the polysilicon film 12.
Even if the silicon-germanium mixed crystal layer 14 is grown after the formation of the silicon nitride layer 3 and before the formation of the oxide film sidewalls 16, this is an unavoidable problem.

【0019】[0019]

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】 以上のような課題を解決
するために本発明の半導体装置 の製造方法は、第1導電
型のシリコン基板上に窒化膜を形成する第1の工程と、
前記窒化膜上に第2導電型の第1の多結晶シリコン膜を
形成する第2の工程と、前記第1の多結晶シリコン膜上
に第1の酸化膜を形成する第3の工程と、前記第1の酸
化膜および前記第1の多結晶シリコン膜の所定領域を開
口して前記窒化膜を露出する第4の工程と、前記第1の
酸化膜および前記第1の多結晶シリコン膜の開口内の側
壁にのみ第2の酸化膜を形成する第5の工程と、前記窒
化膜を前記露出した部分および前記第1の多結晶シリコ
ン膜下の部分をエッチング除去して前記シリコン基板を
露出する第6の工程と、前記第1の酸化膜,前記第2の
酸化膜,前記シリコン基板の露出した部分,および前記
第1の多結晶シリコン膜下の前記窒化膜が除去された部
分に、超高真空CVD法によってシリコンゲルマニウム
混晶層を成長する第7の工程と、前記シリコンゲルマニ
ウム混晶層上にエミッタ電極となる第1導電型の第2の
多結晶シリコン膜を形成する第8の工程とを有する。
[Means for Solving the Problems] The above problems are solved.
In order to achieve this , the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a first step of forming a nitride film on a silicon substrate of a first conductivity type;
A second step of forming a first polycrystalline silicon film of a second conductivity type on the nitride film, a third step of forming a first oxide film on the first polycrystalline silicon film, A fourth step of opening predetermined regions of the first oxide film and the first polycrystalline silicon film to expose the nitride film, and forming a fourth region of the first oxide film and the first polycrystalline silicon film. A fifth step of forming a second oxide film only on the side wall in the opening, and exposing the silicon substrate by etching away the exposed portion of the nitride film and a portion under the first polysilicon film. A sixth step, wherein the first oxide film, the second oxide film, the exposed portion of the silicon substrate, and the portion where the nitride film under the first polycrystalline silicon film is removed, Growing silicon germanium mixed crystal layer by ultra-high vacuum CVD It has a seventh step, an eighth step of forming a second polycrystalline silicon film of a first conductivity type serving as an emitter electrode on the silicon-germanium mixed crystal layer.

【0021】[0021]

【作用】本発明の半導体装置の製造方法によると、超高
真空CVD法によって成長させるシリコンゲルマニウム
層は、酸化膜上とシリコン上に対する選択性が無いた
め、酸化膜とシリコンとの間に挟まれた箇所や、切り立
った開口内の側壁のように、膜を形成し難い箇所でも安
定に形成される。これにより、シリコンゲルマニウム混
晶層をベースとするバイポーラトランジスタの、ベース
電極、エミッタ電極およびエミッタ領域が自己整合的に
形成されて、エミッタ寸法の微細化やベース抵抗の低減
化が図れ、トランジスタの高周波特性を大幅に向上でき
る。
According to the production process of the action semiconductor device of the present invention, ultra-high
Silicon germanium grown by vacuum CVD
The layer had no selectivity on oxide and on silicon
Between the oxide film and silicon,
Such as a side wall in an open opening where it is difficult to form a film.
Formed regularly. This allows silicon germanium mixed
Base of bipolar transistor based on crystalline layer
Electrodes, emitter electrodes and emitter regions are self-aligned
Formed, miniaturizing emitter dimensions and reducing base resistance
And the high-frequency characteristics of the transistor can be greatly improved .

【0022】[0022]

【実施例】以下に、本発明の一実施例を図1のNPNト
ランジスタの工程順断面図で詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the cross-sectional views of the NPN transistor shown in FIG.

【0023】図1aに示されるように、比抵抗10Ωc
m程度で(111)あるいは(100)のP型シリコン
基板21の表面に、フォトリソグラフィで所定領域に窓
を開けたレジスト(図示せず)をマスクにして、砒素あ
るいはアンチモンを1〜2×1015cm-2のドーズ量で
40〜60keVの加速エネルギーによりイオン注入す
る。そして酸素ガス中でのプラズマアッシングによりレ
ジストを除去した後、1200℃、30分程度の熱処理
を行い、接合深さ1〜2μmでシート抵抗50〜100
Ω/□程度のN型埋め込みコレクタ層22を形成する。
さらに、1050℃、80Torr程度の条件でジクロ
ールシランとアルシンのガスを用い、比抵抗0.5Ωc
m程度のN型エピタキシャル層23を0.5〜1μm以
下の膜厚で成長する。
As shown in FIG. 1a, the specific resistance is 10Ωc.
The surface of the (111) or (100) P-type silicon substrate 21 of about m is masked with arsenic or antimony by using a resist (not shown) having a window opened in a predetermined region by photolithography as a mask. Ion implantation is performed at a dose of 15 cm -2 and an acceleration energy of 40 to 60 keV. After the resist is removed by plasma ashing in oxygen gas, heat treatment is performed at 1200 ° C. for about 30 minutes to obtain a sheet resistance of 50 to 100 at a junction depth of 1 to 2 μm.
An N-type buried collector layer 22 of about Ω / □ is formed.
Further, under the conditions of 1050 ° C. and about 80 Torr, using a gas of dichlorosilane and arsine, the specific resistance is 0.5Ωc.
An n-type epitaxial layer 23 of about m is grown to a thickness of 0.5 to 1 μm or less.

【0024】次にN型エピタキシャル層23上全面にS
iH2Cl2、NH3との混合ガスを用いて減圧CVD
で、120nm程度の膜厚のシリコン窒化膜(図示せ
ず)を成長させる。このシリコン窒化膜は、フォトレジ
ストで形成されたレジストパターン(図示せず)をマス
クにして、素子分離領域を除去する。除去は、フロン系
と臭素系の混合ガスを用いてRFエッチングする。この
後、続いてSF6 ガスを用いてRFドライエッチングに
よりN型エピタキシャル層23にN型エピタキシャル層
23の膜厚の半分程度より若干大きい、深さ0.5μm
程度のシリコン溝(図示せず)を形成する。この後、酸
素プラズマアッシングによりレジストを除去した後、8
気圧程度の高圧でのパイロ酸化によりシリコン窒化膜を
マスクに選択的に素子分離LOCOS膜24を厚さ1μ
m程度に成長する。これによって、シリコン溝内を素子
分離LOCOS膜24で充填する。そしてリン酸液でシ
リコン窒化膜を除去する。
Next, S is formed on the entire surface of the N-type epitaxial layer 23.
Low pressure CVD using a mixed gas of iH 2 Cl 2 and NH 3
Then, a silicon nitride film (not shown) having a thickness of about 120 nm is grown. This silicon nitride film removes the element isolation region using a resist pattern (not shown) formed of a photoresist as a mask. The removal is performed by RF etching using a mixed gas of chlorofluorocarbon and bromine. Thereafter, the N-type epitaxial layer 23 is subjected to RF dry etching using SF 6 gas to have a depth of 0.5 μm, which is slightly larger than about half the thickness of the N-type epitaxial layer 23.
A silicon groove (not shown) is formed. Then, after removing the resist by oxygen plasma ashing, 8
An element isolation LOCOS film 24 having a thickness of 1 μm is selectively formed by pyro-oxidation at a high pressure of about atmospheric pressure using a silicon nitride film as a mask.
It grows to about m. As a result, the silicon trench is filled with the element isolation LOCOS film 24. Then, the silicon nitride film is removed with a phosphoric acid solution.

【0025】次に、図1bのように、ベース電極となる
ポリシリコン膜をシランガスを用いた減圧CVDで形成
する。ポリシリコン膜は膜厚400nm程度成長させた
後、ベース電極となるポリシリコン膜のシート抵抗を1
00Ω/□程度に低減するために、外部ベース層の不純
物拡散源となるボロンをドーズ量5×1015cm-2、エ
ネルギー40keV程度のイオン注入によりベース電極
となるポリシリコン膜に導入する。ここでイオン注入時
に、ベース電極となるポリシリコン膜を突き抜けてN型
エピタキシャル層23にボロンが達することによるトラ
ンジスタ特性の低下を防ぐために、ベース電極となるポ
リシリコン膜の膜厚やボロンのイオン注入エネルギーの
条件を設定する。
Next, as shown in FIG. 1B, a polysilicon film serving as a base electrode is formed by low-pressure CVD using silane gas. After the polysilicon film is grown to a thickness of about 400 nm, the sheet resistance of the polysilicon film serving as the base electrode is reduced by one.
In order to reduce it to about 00Ω / □, boron as an impurity diffusion source of the external base layer is introduced into a polysilicon film to be a base electrode by ion implantation at a dose of 5 × 10 15 cm −2 and an energy of about 40 keV. Here, at the time of ion implantation, in order to prevent a decrease in transistor characteristics due to boron reaching the N-type epitaxial layer 23 through the polysilicon film serving as the base electrode, the thickness of the polysilicon film serving as the base electrode and the ion implantation of boron are prevented. Set energy conditions.

【0026】次に、1μm程度の大きさで開口されたレ
ジストパターン(図示せず)をマスクに、SF6 、C2
ClF5の混合ガスを用いて異方性ドライエッチングを
行い、ベース電極となるポリシリコン膜をエッチング除
去する。これによって、N型エピタキシャル層23が露
出する。真性ベース領域25の開口とポリシリコン膜ベ
ース電極26の形成を行う。その後レジストを酸素プラ
ズマアッシングで除去する。
Next, using a resist pattern (not shown) opened to a size of about 1 μm as a mask, SF 6 , C 2
Anisotropic dry etching is performed using a mixed gas of ClF 5 to remove the polysilicon film serving as a base electrode by etching. As a result, the N-type epitaxial layer 23 is exposed. An opening in the intrinsic base region 25 and a polysilicon film base electrode 26 are formed. Thereafter, the resist is removed by oxygen plasma ashing.

【0027】そして、背圧10-9Torrでホットウォ
ール形の超高真空CVD法によりシリコンゲルマニウム
混晶層27を全面に成長する。成長時の真空度は10-2
Torr程度、成長温度は500〜600℃、成長ガス
はシランとGeH4 、ドーピングガスはジボランを用い
る。ボロン不純物濃度が5×1018cm-3程度で、ゲル
マニウムの混晶比が20%程度のシリコンゲルマニウム
層50nm程度とその上にシリコン層30nm程度の積
層構造のシリコンゲルマニウム混晶層27を成長する。
ポリシリコンベース電極26の表面および側面にはポリ
状に、真性ベース領域25の開口部のエピタキシャル層
23上に混晶層としてシリコンゲルマニウム層が形成さ
れる。
Then, a silicon germanium mixed crystal layer 27 is grown on the entire surface by a hot wall type ultrahigh vacuum CVD method at a back pressure of 10 -9 Torr. The degree of vacuum during growth is 10 -2
About Torr, a growth temperature of 500 to 600 ° C., silane and GeH 4 as a growth gas, and diborane as a doping gas. A silicon germanium mixed crystal layer 27 having a stacked structure of a silicon germanium layer of about 50 nm with a boron impurity concentration of about 5 × 10 18 cm −3 and a germanium mixed crystal ratio of about 20% and a silicon layer of about 30 nm is grown thereon. .
A silicon germanium layer is formed as a mixed crystal layer on the epitaxial layer 23 in the opening of the intrinsic base region 25 in a poly-form on the surface and side surfaces of the polysilicon base electrode 26.

【0028】次に図1cのように、シランガスと酸素ガ
スを用いた400〜500℃での常圧CVD法で酸化膜
28を500nm程度全面に成長する。400〜500
℃での常圧CVD法で成長された酸化膜8はカバレージ
が悪く、真性ベース領域25の開口部近傍のエピタキシ
ャル層23表面やポリシリコンベース電極26の側面で
は、酸化膜28の膜厚はポリシリコンベース電極26上
の厚い部分の半分程度と薄い。その後、フッ酸によるウ
ェットエッチング等の等方性の酸化膜エッチングで、ポ
リシリコンベース電極26上にのみ酸化膜28が200
nm程度残る。
Next, as shown in FIG. 1C, an oxide film 28 is grown on the entire surface to a thickness of about 500 nm by a normal pressure CVD method at 400 to 500 ° C. using silane gas and oxygen gas. 400-500
The oxide film 8 grown by the normal pressure CVD method at a temperature of 0 ° C. has poor coverage, and the thickness of the oxide film 28 on the surface of the epitaxial layer 23 near the opening of the intrinsic base region 25 and the side surface of the polysilicon base electrode 26 is poly. It is as thin as about half of the thick part on the silicon base electrode 26. Thereafter, oxide film 28 is formed only on polysilicon base electrode 26 by isotropic oxide film etching such as wet etching with hydrofluoric acid.
nm.

【0029】次に図1dに示されるように、ジクロール
シランとN2O の混合ガスを用いて減圧CVDにより全
面に酸化膜を300nm程度成長した後、窒素雰囲気中
で900℃、30分程度の熱処理を行い、ポリシリコン
ベース電極26中のボロン不純物を真性ベース領域25
の開口周囲のN型エピタキシャル層23に拡散させる。
これによって、接合深さが0.1μm程度のP形ベース
コンタクト層29が形成される。
Next, as shown in FIG. 1D, an oxide film is grown on the entire surface by a reduced pressure CVD using a mixed gas of dichlorsilane and N 2 O to a thickness of about 300 nm, and then at 900 ° C. for about 30 minutes in a nitrogen atmosphere. Heat treatment is performed to remove boron impurities in the polysilicon base electrode 26 from the intrinsic base region 25.
Is diffused into the N-type epitaxial layer 23 around the opening.
As a result, a P-type base contact layer 29 having a junction depth of about 0.1 μm is formed.

【0030】その後、成長した酸化膜をCHF3 と酸素
の混合ガス中で異方性エッチングを施し、ポリシリコン
ベース電極26の側面に酸化膜サイドウォール30を形
成する。これによって、ポリシリコンベース電極26と
自己整合的にエミッタ電極引出し部開口31を形成す
る。この際エミッタ電極引出し部開口31周囲のどの位
置においても、ポリシリコンベース電極26と250n
m程度の間隔で等距離になる。
Thereafter, the grown oxide film is anisotropically etched in a mixed gas of CHF 3 and oxygen to form an oxide film sidewall 30 on the side surface of the polysilicon base electrode 26. As a result, the emitter electrode lead-out opening 31 is formed in a self-aligned manner with the polysilicon base electrode 26. At this time, the polysilicon base electrodes 26 and 250n are located at any positions around the emitter electrode lead-out opening 31.
It becomes equidistant at intervals of about m.

【0031】最後に、シランガスの減圧CVDにより2
00nm程度成長したポリシリコン膜を、所定領域を残
して露光現像したレジストパターン(図示せず)をマス
クにSF6 、C2ClF5の混合ガスでドライエッチング
し、ポリシリコンエミッタ電極32を形成する。酸素プ
ラズマアッシングでレジストを除去した後、砒素を60
keV程度で5×1015cm-2程度ポリシリコンエミッ
タ電極32中にイオン注入する。その後、850〜90
0℃で30分程度以下の熱処理を窒素雰囲気中で行い、
砒素不純物をエミッタ電極引出し部開口31を通してシ
リコンゲルマニウム混晶層27に拡散させ、30nm程
度の接合深さを有するN型エミッタ層33を形成する。
Finally, the silane gas is decompressed by a low pressure
The polysilicon film grown by about 00 nm is dry-etched with a mixed gas of SF 6 and C 2 ClF 5 using a resist pattern (not shown) exposed and developed while leaving a predetermined region as a mask to form a polysilicon emitter electrode 32. . After removing the resist by oxygen plasma ashing, arsenic is
The ions are implanted into the polysilicon emitter electrode 32 at about keV and about 5 × 10 15 cm −2 . Then 850-90
Heat treatment at 0 ° C. for about 30 minutes or less in a nitrogen atmosphere;
Arsenic impurities are diffused into the silicon-germanium mixed crystal layer 27 through the emitter electrode lead-out opening 31 to form an N-type emitter layer 33 having a junction depth of about 30 nm.

【0032】次に同様の製造方法での、本発明の第2の
実施例を図2のNPNトランジスタの工程順断面図で説
明する。
Next, a second embodiment of the present invention in the same manufacturing method will be described with reference to the cross-sectional views of the NPN transistor shown in FIG.

【0033】まず、第1の実施例と同様に、P型シリコ
ン基板41表面にN型埋め込みコレクタ層42、N型エ
ピタキシャル層43、素子分離LOCOS膜44、ポリ
シリコンベース電極45、シリコンゲルマニウム混晶層
46を形成した後、図2aに示されるように、SiH2
Cl2、NH3の混合ガスを用いて減圧CVDで全面にシ
リコン窒化膜47を50nm程度成長する。続いてシラ
ンガスでの減圧CVDでポリシリコン膜を全面に500
nm程度成長した後、SF6 、C2ClF5の混合ガスを
用いて異方性の高い条件でエッチバックし、真性ベース
領域の凹部にポリシリコン膜48を埋め込む。
First, similarly to the first embodiment, an N-type buried collector layer 42, an N-type epitaxial layer 43, an element isolation LOCOS film 44, a polysilicon base electrode 45, a silicon germanium mixed crystal are formed on the surface of a P-type silicon substrate 41. after forming the layer 46, as shown in FIG. 2a, SiH 2
A silicon nitride film 47 is grown to a thickness of about 50 nm over the entire surface by low pressure CVD using a mixed gas of Cl 2 and NH 3 . Subsequently, a polysilicon film is formed on the entire surface by CVD under reduced pressure with silane gas for 500 times.
After the growth of about nm, etch back is performed under a highly anisotropic condition using a mixed gas of SF 6 and C 2 ClF 5 , and the polysilicon film 48 is embedded in the concave portion of the intrinsic base region.

【0034】次に図2bのように、真性ベース領域の凹
部に埋め込んだポリシリコン膜をマスクにポリシリコン
ベース電極45上のシリコン窒化膜をフロン系と臭素系
の混合ガス中でRFエッチングにより除去する。この
後、続いてSF6 ガスを用いたRFドライエッチングに
より真性ベース領域の凹部に埋め込んだポリシリコン膜
を除去する。さらに、真性ベース領域の凹部に残ったシ
リコン窒化膜をマスクにポリシリコンベース電極45表
面を900℃のパイロ酸化法で200nm程度の酸化膜
49を形成し、その後リン酸液にシリコン窒化膜を除去
する。
Next, as shown in FIG. 2B, the silicon nitride film on the polysilicon base electrode 45 is removed by RF etching in a mixed gas of Freon and bromine using the polysilicon film buried in the concave portion of the intrinsic base region as a mask. I do. Thereafter, the polysilicon film embedded in the concave portion of the intrinsic base region is removed by RF dry etching using SF 6 gas. Further, an oxide film 49 of about 200 nm is formed on the surface of the polysilicon base electrode 45 by pyro-oxidation at 900 ° C. using the silicon nitride film remaining in the concave portion of the intrinsic base region as a mask, and then the silicon nitride film is removed with a phosphoric acid solution. I do.

【0035】その後は第1の実施例と同様の工程であ
り、P型ベースコンタクト層、酸化膜サイドウォール、
エミッタ電極引出し部開口、ポリシリコンエミッタ電
極、N型エミッタ層を形成する。
The subsequent steps are the same as those in the first embodiment, and include a P-type base contact layer, an oxide film sidewall,
An emitter electrode lead-out opening, a polysilicon emitter electrode, and an N-type emitter layer are formed.

【0036】次に、以上の二つの例とは異なる第3の実
施例を、図3のNPNトランジスタの工程順断面図を用
いて説明する。
Next, a third embodiment, which is different from the above two examples, will be described with reference to the cross-sectional view of the NPN transistor shown in FIG.

【0037】図3に示す第3の実施例では、第1,第2
の実施例と同様に、N型埋め込みコレクタ層62,N型
エピタキシャル層63,および素子分離LOCOS膜6
4をP型シリコン基板61表面に形成した後、図3aに
示されるように、SiH2Cl2とNH3の混合ガスを用
いた減圧CVDで全面にシリコン窒化膜65を150n
m成長させる。そして、ベース電極となるポリシリコン
68をシランガスでの減圧CVDにより400nm程
成長させ、続いてポリシリコン電極間の絶縁膜となる
酸化膜66を、ジクロールシランとN2Oとの混合ガス
を用いた減圧CVDにより200nm程度成長させる。
In the third embodiment shown in FIG .
In the same manner as in the third embodiment , the N- type buried collector layer 62, the N-type epitaxial layer 63, and the element isolation LOCOS film 6
4 after the forming the P-type silicon substrate 61 surface, as shown in Figure 3a, a silicon nitride film 65 on the entire surface by low pressure CVD using a mixed gas of SiH 2 Cl 2 and NH 3 150n
m. Then, a polysilicon film 68 serving as a base electrode is grown to a thickness of about 400 nm by low-pressure CVD using silane gas. Subsequently, an oxide film 66 serving as an insulating film between the polysilicon electrodes is formed using a mixed gas of dichlorosilane and N 2 O. It grows about 200 nm by the used low pressure CVD.

【0038】次に、やはり第1,第2の実施例と同様
に、ベース電極となるポリシリコン膜のシート抵抗を1
00Ω/□程度に低減するために、外部ベース層の不純
物拡散源となるボロンを、ドーズ量1×1016cm-2
エネルギー60KeV程度のイオン注入により、酸化膜
66越しにポリシリコン膜68に導入する。ここでも、
イオン注入時にボロンがポリシリコン膜68を突き抜け
てN型エピタキシャル層63に達して、トランジスタ特
性を損なわないように、ポリシリコン膜68の膜厚や注
入エネルギー等の条件を設定する。
Next, similarly to the first and second embodiments, the sheet resistance of the polysilicon film serving as the base electrode is set to 1
In order to reduce it to about 00Ω / □, boron serving as an impurity diffusion source of the external base layer is changed to a dose of 1 × 10 16 cm −2 ,
Oxide film by ion implantation with energy of about 60 KeV
It is introduced into the polysilicon film 68 through 66 . even here,
At the time of ion implantation, boron penetrates through the polysilicon film 68 to reach the N-type epitaxial layer 63, and the characteristics of the transistor are reduced.
The thickness of the polysilicon film 68 and the
Set conditions such as energy input .

【0039】次に、1μm程度の大きさで開口されたレ
ジストパターン(図示せず)をマスクに、CHF3,ア
ンモニアおよび酸素の混合ガスを用いたドライエッチン
グで、酸化膜46を除去し、続いてSF6 2ClF5
の混合ガスでの異方性ドライエッチングにより、ベース
電極となるポリシリコン膜をエッチング除去する。これ
によって、シリコン窒化膜55を露出させ、真性ベース
領域67の開口とポリシリコンベース電極68の形成を
行う。その後、レジストを酸素プラズマアッシングで除
去する。
Next, using a resist pattern (not shown) having a size of about 1 μm as a mask, the oxide film 46 is removed by dry etching using a mixed gas of CHF 3 , ammonia and oxygen. SF 6 and C 2 ClF 5
The polysilicon film serving as the base electrode is etched away by anisotropic dry etching with a mixed gas of As a result, the silicon nitride film 55 is exposed, and an opening of the intrinsic base region 67 and a polysilicon base electrode 68 are formed. After that, the resist is removed by oxygen plasma ashing.

【0040】更に図3bに示されるように、ジクロール
シランとN2Oとの混合ガスを用いて減圧CVDによ
り、全面に膜厚300nm程度の酸化膜を成長させる。
この後、酸化膜をCHF3と酸素ガスによって異方性エ
ッチングし、ポリシリコンベース電極68の側壁に酸化
膜サイドウォール69を形成する。これによって、ポリ
シリコンベース電極68とエミッタ電極引出し部開口
を自己整合的に形成する。これによって、第1の実施
例と同様に、エミッタ電極引出し部開口70周囲のどの
方向においても、ポリシリコンベース電極68と250
nm程度の間隔で等距離になる。
Further, as shown in FIG. 3B, an oxide film having a thickness of about 300 nm is grown on the entire surface by low-pressure CVD using a mixed gas of dichlorosilane and N 2 O.
Thereafter, the oxide film is anisotropically etched with CHF 3 and oxygen gas to form an oxide film sidewall 69 on the side wall of the polysilicon base electrode 68 . As a result, the polysilicon base electrode 68 and the opening 7
0 is formed in a self-aligned manner. Thus, as in the first embodiment, the polysilicon base electrodes 68 and 250 can be formed in any direction around the emitter electrode lead-out opening 70.
It becomes equidistant at intervals of about nm.

【0041】次に、リン酸液によるウェットエッチング
等の等方性エッチングにより、真性ベース領域67の開
口部のシリコン窒化膜65と、更にポリシリコンベース
電極68下の、真性ベース領域67の開口部近傍のポリ
シリコンベース電極68の端から0.3μm程度入り込
んだ位置までのシリコン窒化膜65を除去する。
Next, by isotropic etching such as wet etching using phosphoric acid solution, the silicon nitride film 65 of the opening of the intrinsic base region 67, further lower polysilicon base electrode 68, an opening portion of the intrinsic base region 67 The silicon nitride film 65 is removed from the end of the neighboring polysilicon base electrode 68 to a position where it enters about 0.3 μm.

【0042】最後に、図3cのように、背圧10-9To
rrでホットウォール形の超高真空CVD法により、シ
リコンゲルマニウム混晶層71を全面に成長させる。第
1,第2の実施例と同様に、成長時の真空度は10-2
orr程度、成長温度は500〜600℃、成長ガスは
シランとGeH4,ドーピングガスはジボランを用い
る。ボロンの不純物濃度が5×1018cm-3程度でゲル
マニウムの混合比が20%程度のシリコンゲルマニウム
層と、その上にシリコン層30nm程度を積層した積層
構造のシリコンゲルマニウム混晶層71を成長させる。
Finally, as shown in FIG. 3C, the back pressure is 10 -9 To.
A silicon germanium mixed crystal layer 71 is grown on the entire surface by a hot wall type ultra-high vacuum CVD method at rr . No.
1. As in the second embodiment , the degree of vacuum during growth is 10 −2 T.
The growth temperature is 500 to 600 ° C., silane and GeH 4 are used as the growth gas, and diborane is used as the doping gas. A silicon germanium mixed crystal layer 71 having a layered structure in which a silicon germanium layer having a boron impurity concentration of about 5 × 10 18 cm −3 and a germanium mixing ratio of about 20%, and a silicon layer of about 30 nm is stacked thereon. .

【0043】そして、シランガスの減圧CVDにより2
00nm程度成長したポリシリコン膜を、所定領域を残
して露光現像したレジストパターン(図示せず)をマス
クにSF6とC2ClF5の混合ガスでドライエッチング
する。これによって、ポリシリコンエミッタ電極62を
形成する。この後、酸素プラズマアッシングでレジスト
を除去する。次に、60keV程度で5×1015cm-2
程度のイオン注入で砒素不純物をポリシリコンエミッタ
電極62中に注入する。その後、850〜900℃で3
0分程度以下の熱処理を窒素雰囲気中で行い、エミッタ
電極引出し部開口60を通してシリコンゲルマニウム混
晶層71に砒素不純物を拡散させる。これによって、3
0nm程度の接合深さを有するN形エミッタ層73を形
成する。同時に、ポリシリコンベース電極58中のボロ
ン不純物を真性ベース領域67の開口周囲のシリコンゲ
ルマニウム混晶層71に拡散させ、接合深さが0.1μ
m程度のP形ベースコンタクト層74を形成する。
Then, the silane gas is decompressed by a low pressure
The polysilicon film grown to about 00 nm is dry-etched with a mixed gas of SF 6 and C 2 ClF 5 using a resist pattern (not shown) exposed and developed leaving a predetermined region as a mask. Thereby, a polysilicon emitter electrode 62 is formed. Thereafter, the resist is removed by oxygen plasma ashing. Next, at about 60 keV, 5 × 10 15 cm −2
Implanting arsenic impurity in the polysilicon emitter electrode 62 on the order of ion implantation. Then, at 850-900 ° C, 3
0 minutes to less thermal treatment carried out in a nitrogen atmosphere, to diffuse arsenic impurities into the silicon-germanium mixed crystal layer 71 through the emitter electrode lead-out opening 60. This gives 3
An N-type emitter layer 73 having a junction depth of about 0 nm is formed. At the same time, the boron impurity in the polysilicon base electrode 58 is diffused into the silicon-germanium mixed crystal layer 71 around the opening of the intrinsic base region 67, and the junction depth becomes 0.1 μm.
A P-type base contact layer 74 of about m is formed.

【0044】以上のように、シリコンゲルマニウム混晶
層をベースとするシリコンヘテロバイポーラトランジス
タの、ベースおよびエミッタ電極をポリシリコン膜で形
成し、またエミッタ領域、ベース電極引出し部、エミッ
タ電極引出し部を自己整合的に形成できる。したがっ
て、ベース抵抗低減のためのエミッタ寸法の微細化や真
性ベース領域とベース電極間の距離の微細化、また寄生
容量低減のための各領域の微細化を図ることができ、ト
ランジスタの高周波特性を大幅に向上できる。またシリ
コンゲルマニウム混晶層ベースを、酸化膜上とシリコン
上に対する選択性は無いが、工業化という面で有利な超
高真空CVD法で成長でき、実用化やコストの面で大き
なメリットを有する。
As described above, the base and the emitter electrode of the silicon heterobipolar transistor based on the silicon germanium mixed crystal layer are formed of the polysilicon film, and the emitter region, the base electrode lead-out part, and the emitter electrode lead-out part are formed by the self. It can be formed consistently. Therefore, miniaturization of the emitter dimensions for reducing the base resistance, miniaturization of the distance between the intrinsic base region and the base electrode, and miniaturization of each region for reducing the parasitic capacitance can be achieved, thereby improving the high frequency characteristics of the transistor. Can be greatly improved. Further, the silicon-germanium mixed crystal layer base can be grown by an ultra-high vacuum CVD method which is advantageous in terms of industrialization although there is no selectivity on an oxide film and on silicon, and has a great advantage in practical use and cost.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体装置
の製造方法によると、超高真空CVD法によって成長さ
せるシリコンゲルマニウム層は、酸化膜上とシリコン上
に対する選択性が無いため、酸化膜とシリコンとの間に
挟まれた箇所や、切り立った開口内の側壁のように、膜
を形成し難い箇所でも安定に形成される。これにより、
シリコンゲルマニウム混晶層をベースとするバイポーラ
トランジスタの、ベース電極、エミッタ電極およびエミ
ッタ領域が自己整合的に形成されて、エミッタ寸法の微
細化やベース抵抗の低減化が図れ、トランジスタの高周
波特性を大幅に向上できる。
As described above, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the semiconductor device is grown by ultra-high vacuum CVD.
Silicon germanium layer on the oxide film and silicon
Between the oxide film and silicon due to lack of selectivity for
Membranes, such as those sandwiched or sidewalls in steep openings
Can be stably formed even in places where it is difficult to form. This allows
Bipolar based on silicon germanium mixed crystal layer
Transistor base, emitter and emitter electrodes
The emitter region is formed in a self-aligned manner,
The thinning and the reduction of the base resistance can be achieved , and the high-frequency characteristics of the transistor can be greatly improved.

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

【図1】本発明の第1の実施例の半導体装置の製造方法
を示す工程順断面図
FIG. 1 is a sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention in order of steps.

【図2】本発明の第2の実施例の半導体装置の製造方法
を示す工程順断面図
FIG. 2 is a sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention in order of steps.

【図3】本発明の第3の実施例の半導体装置の製造方法
を示す工程順断面図
FIG. 3 is a sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention in the order of steps;

【図4】従来技術の半導体装置の製造方法を示す工程順
断面図
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to a conventional technique in the order of steps.

【図5】従来技術の半導体装置の製造方法を示す工程順
断面図
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to a conventional technique in a process order.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 シリコン基板 22 埋め込みコレクタ層 23 エピタキシャル層 24 素子分離LOCOS膜 25 真性ベース領域 26 ポリシリコンベース電極 27 シリコンゲルマニウム混晶層 28 酸化膜 29 ベースコンタクト層 30 酸化膜サイドウォール 31 エミッタ電極引出し部開口 32 ポリシリコンエミッタ電極 33 エミッタ層 Reference Signs List 21 silicon substrate 22 buried collector layer 23 epitaxial layer 24 element isolation LOCOS film 25 intrinsic base region 26 polysilicon base electrode 27 silicon germanium mixed crystal layer 28 oxide film 29 base contact layer 30 oxide film sidewall 31 emitter electrode lead-out opening 32 poly Silicon emitter electrode 33 Emitter layer

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−76228(JP,A) G.LPATTON,D.L.HAR AME,J.M.C.STORK,他3 名,“SiGe−base,Poly− emitter heterojunc tion bipolar trans istors”,(米),Digest of Technical Pape r Symposium on VLS I Technology,1989,p. 95−96 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/331 H01L 29/73 Continuation of front page (56) References JP-A-3-76228 (JP, A) LPATTON, D .; L. HAR AME, J.M. M. C. STORK, and three others, "SiGe-base, Poly- emitter heterojunction bipolar trans istors", (USA), Digest of Technical Paper, Symposium on Physiol, 1989 Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/331 H01L 29/73

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1導電型のシリコン基板上に窒化膜を
形成する第1の工程と、 前記窒化膜上に第2導電型の第1の多結晶シリコン膜を
形成する第2の工程と、 前記第1の多結晶シリコン膜上に第1の酸化膜を形成す
る第3の工程と、 前記第1の酸化膜および前記第1の多結晶シリコン膜の
所定領域を開口して前記窒化膜を露出する第4の工程
と、 前記第1の酸化膜および前記第1の多結晶シリコン膜の
開口内の側壁にのみ第2の酸化膜を形成する第5の工程
と、 前記窒化膜を前記露出した部分および前記第1の多結晶
シリコン膜下の部分をエッチング除去して前記シリコン
基板を露出する第6の工程と、 前記第1の酸化膜,前記第2の酸化膜,前記シリコン基
板の露出した部分,および前記第1の多結晶シリコン膜
下の前記窒化膜が除去された部分に、超高真空CVD法
によってシリコンゲルマニウム混晶層を成長する第7の
工程と、 前記シリコンゲルマニウム混晶層上にエミッタ電極とな
る第1導電型の第2の多結晶シリコン膜を形成する第8
の工程とを有する半導体装置の製造方法。
A first step of forming a nitride film on a silicon substrate of a first conductivity type; and a second step of forming a first polycrystalline silicon film of a second conductivity type on the nitride film. A third step of forming a first oxide film on the first polycrystalline silicon film; and opening the predetermined regions of the first oxide film and the first polycrystalline silicon film to form the nitride film. A fifth step of forming a second oxide film only on sidewalls within openings of the first oxide film and the first polycrystalline silicon film; and A sixth step of exposing the silicon substrate by etching away an exposed portion and a portion under the first polycrystalline silicon film; and removing the first oxide film, the second oxide film, and the silicon substrate. The exposed portion and the nitride film under the first polycrystalline silicon film are removed. A seventh step of growing a silicon-germanium mixed crystal layer by an ultra-high vacuum CVD method, and forming a first conductive type second polycrystalline silicon film serving as an emitter electrode on the silicon-germanium mixed crystal layer. Eighth to form
And a method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項2】 シリコンゲルマニウム混晶層を10-7
orr以下の背圧で10-1Torr以下の減圧による超
高真空CVD法で形成することを特徴とする請求項1記
載の半導体装置の製造方法。
2. A silicon-germanium mixed crystal layer having a thickness of 10 -7 T
The process according to claim 1 Symbol <br/> mounting of the semiconductor device and forming an ultra-high vacuum CVD method using 10 -1 Torr or less of decompression in the following back pressure orr.
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