(57)【要約】【課題】  外部ベース注入部、外部ベース・シリサイド及びエミッタが互いに自己整合された、自己整合型バイポーラ・トランジスタを提供すること。【解決手段】  基板（１０）内のコレクタ（１２）と、コレクタの上にある内部ベース（１４）と、内部ベースに隣接した外部ベースと、内部ベースの上にあるエミッタ（１３０）とを含むバイポーラ・トランジスタ、及びトランジスタを形成する方法が開示される。外部ベースは、断面から見たときに、内部ベースと隣接した外部ベース注入領域（８２、１７２、１９２）を含む。トランジスタは、内部ベースの上の基板上に、エミッタの下部のためのエミッタ・ペデスタル（５０）をパターン形成することによって形成される。エミッタ・ペデスタルによって保護されない領域内に、外部ベースが形成される。その後、エミッタ、関連したスペーサ（１８０）及びシリサイド領域（２２０）が形成される。シリサイド、外部ベース及びエミッタは、全て互いに自己整合される。【選択図】      図２２
2008520088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（１０）と、
前記基板内のコレクタ（１２）と、
前記コレクタの上にある内部ベース（１４）と、
前記内部ベースに隣接した外部ベースと、
前記内部ベースの上にあるエミッタ（１３０）と
を備え、
前記外部ベースは、断面で見たときに、前記内部ベースと隣接した外部ベース注入領域（８２、１７２、１９２）を含む、バイポーラ・トランジスタ。
【請求項２】
前記内部ベース（１４）の上部は、該内部ベースの真上にある前記エミッタ（１３０）の下部と同じ幅を有する、請求項１に記載のバイポーラ・トランジスタ。
【請求項３】
前記外部ベース注入領域（８２、１７２、１９２）は、前記内部ベースの真上にある前記エミッタの下部の下方には延びない、請求項１に記載のバイポーラ・トランジスタ。
【請求項４】
前記外部ベース注入領域は、前記エミッタの側部と整合される、請求項１に記載のバイポーラ・トランジスタ。
【請求項５】
前記外部ベース注入領域は、前記基板内に異なる深さを延びる前記外部ベースの長さを含み、
前記内部ベースから離れる程、連続的な前記外部ベースの長さの各々が前記基板内により深く延びる、請求項１に記載のバイポーラ・トランジスタ。
【請求項６】
前記内部ベースの真上にある前記エミッタの下部に隣接した分離領域（９０）をさらに備え、前記外部ベース注入領域の長さは、前記分離領域のサイズとは無関係である、請求項４に記載のバイポーラ・トランジスタ。
【請求項７】
前記エミッタ（１３０）は、下部と、前記下部より幅広い上部とを含み、
前記エミッタの前記側部は、該エミッタの前記下部の側部を含む、
請求項１に記載のバイポーラ・トランジスタ。
【請求項８】
前記外部ベース及び前記エミッタの上にあるシリサイド領域（２２０）をさらに備え、
前記シリサイド領域、前記外部ベース及び前記エミッタが、全て互いに自己整合される、請求項１に記載のバイポーラ・トランジスタ。
【請求項９】
バイポーラ・トランジスタ構造体を形成する方法であって、
基板（１０）内にコレクタ（１２）を形成するステップと、
前記コレクタの上に内部ベース（１４）を形成するステップと、
前記内部ベースの上の前記基板上に、エミッタ・ペデスタル（５０）をパターン形成するステップと、
前記エミッタ・ペデスタルによって保護されていない前記基板の領域内に、外部ベース注入部（８０、１７０、１９０）を形成するステップと、
前記エミッタ・ペデスタルを除去するステップと、
前記エミッタ・ペデスタルが配置されたエミッタ（１３０）を形成するステップと
を含む方法。
【請求項１０】
前記エミッタ・ペデスタルを除去するステップの前に、該エミッタ・ペデスタルに隣接した分離層（９０）を形成するステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記エミッタ・ペデスタルを除去する前記工程は、アライメント層内にエミッタ開口部を残し、前記エミッタを形成する前記工程は、前記アライメント層の前記エミッタ開口部内に前記エミッタを形成する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記外部ベースを形成する前記工程は、
前記エミッタ・ペデスタルによって保護されていない前記基板の領域（８２）内に、第１の不純物注入（８０）を行うステップと、
前記エミッタ・ペデスタル上に第１の側壁スペーサ（４５０）を形成するステップと、
前記エミッタ・ペデスタル及び前記第１の側壁スペーサによって保護されていない前記基板の領域（１７２）内に、第２の不純物注入（１７０）を行うステップと、
前記第１の側壁スペーサを除去するステップと、
前記エミッタ・ペデスタル上に第２の側壁スペーサ（４６０）を形成するステップであって、前記第２の側壁スペーサは、前記第１の側壁スペーサより、該エミッタ・ペデスタルからより遠くに延びる、ステップと、
前記エミッタ・ペデスタル及び前記第２の側壁スペーサによって保護されていない前記基板の領域（１９２）内に、第３の不純物注入（１９０）を行うステップと
を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２の側壁スペーサを除去するステップと、
前記エミッタを形成した後、該エミッタにすぐ隣接した分離領域（４８０）を形成するステップと
をさらに含み、
前記第１の側壁スペーサ及び前記第２の側壁スペーサの厚さ、並びに関連した注入部の厚さは、前記分離領域の厚さとは無関係である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記基板上に前記エミッタ・ペデスタルをパターン形成する前に、前記基板の上にエッチング停止層（２０）を形成するステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
前記エッチング停止層の厚さは、前記外部ベース領域を形成する前記工程に必要とされるエネルギーを低減させるように制御される、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部ベース注入部、外部ベース・シリサイド及びエミッタが互いに自己整合された、自己整合型バイポーラ・トランジスタ（bipolar transistor、ＢＴ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
バイポーラ・トランジスタのベースとして働くように、ＳｉＧｅエピタキシャル層を導入することにより、バイポーラ・トランジスタが高いスイッチング速度を達成できるようになることが判明した。寄生ベース抵抗及び静電容量を低減させることにより、速度の増加を利用して、最大発振周波数（ｆｍａｘ）をさらに増大させることができる。この目的を達成するための１つの容易な手法は、トランジスタの横方向寸法を低減させることである。トランジスタの一部分を別の部分に整合させることは、従来よりリソグラフィによって行われる。こうした構造体を設計する際には、リソグラフィ工程と関連したアライメント及び限界寸法公差を考慮しなくてはならない。トランジスタの一部の場所を用いて、トランジスタの別の形態的特徴と整合させる、リソグラフィの代わりに自己整合を利用する統合方法は、横方向寸法を低減し、かつ、トランジスタの性能を向上させる際に有効であることが分かった。
【０００３】
従来のバイポーラ・トランジスタの場合、エミッタ・ポリシリコン層をパターン形成した後に、外部ベース層が注入される。これらの従来のパターン形成工程は、エミッタ・ポリシリコン層のパターンをエミッタ開口部及び次のコンタクトに整合させるために、依然としてリソグラフィに依存している。エミッタ・ポリシリコン層のパターンは、一般に、エミッタ・コンタクトのためのリソグラフィ工程において公差を許容するのに十分に大きいものである。したがって、このタイプの統合方法の場合、外部ベース注入部及びシリサイドは非自己整合型であり、エミッタ・ベース接合部からずっと離れたところに離間配置され、高いベース抵抗がもたらされる。このような非自己整合型トランジスタの最大発振周波数は、こうした間隔により生じるベース抵抗（Ｒｂ）によって制限される。
【０００４】
下記で参照される米国特許は、意図された目的を満たす実施形態を開示する。下記で参照される従来の米国特許の開示は、これらに限定されないが、本発明の背景を示すこと、及び当該技術分野の現状を示すこと等の目的のために、その全体が引用により本明細書に明示的に組み入れられる。
【０００５】
例えば、特許文献１においては、一時的エミッタ・ペデスタルの周りに形成された恒久的スペーサによって、又は一時的エミッタ・ペデスタル自体によって、外部ベースの境界が定められる。一時的ペデスタルは、後にリソグラフィ及びエッチングによって除去され、ポリシリコン・エミッタと置き換えられる。次に、恒久的スペーサは、関連した限界寸法（ＣＤ）及びアライメント公差がスペーサの上に形成されるように、第２のリソグラフィのパターン・エッジのために十分な幅のものでなければならない。さらに、スペーサの幅は、エミッタ・ベース分離をもたらすのに十分なものでなければならない。このことは、エミッタの寸法及び多量にドープされた外部ベース領域とエミッタ・ベース接合部との間の最小距離に構造的な制約を付加する。また、エミッタ・ポリシリコン層及び外部ベース・シリサイドは、横方向寸法及びベース抵抗を付加するリソグラフィによって定められる。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６，５３４，３７２号明細書
【特許文献２】米国特許第６，５３１，７２０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２においては、外部ベース・ドーピングの横方向プロファイルは、一時的エミッタ・ペデスタルの周りに形成されたデュアル・スペーサによって定められる。エミッタ・ポリシリコン層及び外部ベース・シリサイドは、横方向寸法及びベース抵抗を付加するリソグラフィによって定められる。こうした統合方法の別の欠点は、一時的ペデスタルが、酸化物、窒化物及びポリシリコン層の厚いスタックの上に位置するという点である。この場合、後でエミッタ・ベース分離部を形成するために、スタックを必要とし、その結果、外部ベース領域内で低いベース抵抗を達成するために、このような厚いスタックを貫通するドーパント注入が高エネルギーのものである必要がある。このことは、ドーピング・ファイル全体にわたる制御の低下と、ドーパント拡散に起因する内部ベース領域の損失をもたらす。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、基板内にコレクタを形成し、次に、コレクタの上に内部ベースを形成することで開始する、集積回路構造体内にトランジスタを形成する方法を提示する。本発明は、基板の上にアライメント層をパターン形成してアライメント開口部を有するようにし、次いで、アライメント開口部内の基板上に、エミッタ・ペデスタル（犠牲プレースホルダ）をパターン形成する。次に、本発明は、第１の注入を行い、エミッタ・ペデスタル及びアライメント層によって保護されていない基板の領域内に、第１の外部ベース部分を形成することができる。次に、本発明は、エミッタ・ペデスタルを除去し、アライメント開口部内に、第１の外部ベース注入部に自己整合されたエミッタを形成する。アライメント層を除去した後、本発明は、第２の注入を行い、エミッタによって保護されていない基板の領域内に、第２の外部ベース部分を形成する。次いで、エミッタ上に側壁スペーサが形成され、第３の注入を行い、エミッタ及び側壁スペーサによって保護されていない基板の領域内に、第３の外部ベース部分を形成する。
【０００９】
同様に、エミッタを形成する工程は、アライメント開口部内にエミッタ材料を共形に（conformally）堆積させるステップを含む。アライメント開口部内のエミッタ材料の厚さが、エミッタの幅を決定する。この共形の（conformal）堆積工程は、同様に、アライメント開口部が配置された、エミッタ材料内に凹部を残す。エミッタ・ペデスタルを用いて行われたように、凹部内にマスクが形成され、マスクによって保護されていないエミッタ材料が除去される。
【００１０】
別の実施形態においては、本発明は、基板内にコレクタを形成し、コレクタの上に内部ベースを形成する。次いで、本発明は、内部ベースの上の基板上に、エミッタの下部のためのエミッタ・ペデスタルをパターン形成する。実際にエミッタ又は関連したスペーサを形成する前に、本発明は、エミッタ・ペデスタルによって保護されていない基板の領域内に外部ベースを形成する。この後、本発明は、エミッタ・ペデスタルを除去し、最終的に、エミッタ・ペデスタルが配置されたエミッタを形成する。
【００１１】
本実施形態は、初めに、如何なるスペーサも存在しない状態で、エミッタ・ペデスタルによって保護されていない基板の領域内に第１の不純物注入を行う、外部ベースを形成する工程を提供する。このことは、外部ベース領域の側部が、エミッタの下部の側部の垂直方向真下にあり、かつ、これと垂直方向に直接整合されることを可能にする。この第１の注入後、次に、本発明は、エミッタ・ペデスタル上に第１の側壁スペーサを形成し、エミッタ・ペデスタル又は第１の側壁スペーサによって保護されていない基板の領域内に、第２の不純物注入を行う。本発明は、次いで、第１の側壁スペーサを除去し、より幅広い側壁スペーサを用いて注入工程を繰り返す。したがって、本発明は、エミッタ・ペデスタル上に第２の側壁スペーサを形成する。これらの第２の側壁スペーサは、第１の側壁スペーサより、エミッタ・ペデスタルからより遠くに延びる。次いで、本発明は、エミッタ・ペデスタル又は第２の側壁スペーサによって保護されていない基板の領域内に、第３の不純物注入を行う。
【００１２】
この処理は、外部ベースが、断面から見たときに、エミッタの側部に隣接した多数の階段部を含むようにする。これらの階段部は、基板内に異なる深さを延びる外部ベースの長さを含み、ここで、エミッタ及び内部ベースから遠ざかる程、連続的な外部ベースの長さの各々が、基板内により深く延びる。また、第１の側壁スペーサ及び第２の側壁スペーサの厚さは、後にエミッタの下部に隣接して形成されることになる分離領域の厚さとは無関係である。
【００１３】
本発明は、エミッタ・ペデスタルを除去する前に、エミッタ・ペデスタルに隣接したアライメント層を形成する。エミッタ・ペデスタルが除去されると、これにより、アライメント層内にエミッタ開口部が残される。次いで、後の処理は、アライメント層のエミッタ開口部内にエミッタを形成する。また、本発明は、基板上にエッチング停止層を形成し、エッチング停止層の厚さは、外部ベース領域を形成する工程に必要とされるエネルギーを低減させるように制御される。
【００１４】
結果として得られる構造体は、基板内のコレクタ及び内部ベース、内部ベースに隣接した基板内の外部ベース領域、及び内部ベースの上にあるエミッタを有する。エミッタは、上部が下部より広いＴ形状を有する。外部ベース領域の側部は、内部ベースの真上にあるエミッタの下部の側部の垂直方向真下にあり、かつ、これと垂直方向に直接整合させてもよく、又は、エミッタの下方に配置してもよい。本発明のこれら及び他の態様並びに目的は、以下の説明及び添付図面と共に考慮されるときに、より良く認識され理解されるであろう。しかしながら、以下の説明は、本発明の好ましい実施形態及びその多数の特定の詳細を示しているが、例証として与えられるものであり、制限として与えられるものではないことを理解すべきである。本発明の精神から逸脱することなく、本発明の範囲内で多数の変更及び修正を行うことができ、本発明は、そのような修正の全てを含んでいる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、図面を参照して、以下の詳細な説明からより良く理解されるであろう。
【００１６】
本発明、及びその種々の特徴及び有利な詳細が、添付図面に示され、以下の説明に詳述される限定されない実施形態を参照して、より完全に説明される。図面に示される特徴は、必ずしも縮尺に合わせて描かれていないことに留意すべきである。本発明を不必要に分かりにくくしないように、公知の部品及び処理技術の記述は省かれている。本明細書に用いられる例は、単に、本発明を実施することができる方法の理解を容易にすること、さらに、当業者が本発明を実施できることが意図されている。したがって、これらの例は、本発明の範囲を制限するものと解釈すべきではない。
【００１７】
背景セクションに記載されているバイポーラ・トランジスタの改善に向けた種々の解決法は、多数の領域においてバイポーラ・トランジスタの改善の余地を残している。例えば、１）エミッタ開口部に自己整合される外部ベース注入部、２）エミッタ開口部に自己整合される外部ベース・シリサイド、３）エミッタ開口部に自己整合されるエミッタ・ポリシリコン・パターン、４）ベース抵抗及びエミッタ・ベース漏れ電流を最適化するために、エミッタ・ベース接合部の近傍に形成されるドーパント・プロファイル、及び５）薄い酸化物層のみを通して行われる拡張ベース注入に対する必要性がある。
【００１８】
本開示は、上述した点に対処する注入された外部ベースを有する自己整合型トランジスタについて記載する。より具体的には、図１乃至図２２の実施形態に示されるように、本発明は、集積回路構造体内にトランジスタを形成し、基板１０内にコレクタ１２を形成し、コレクタ１２の上に内部ベース１４を形成することで始まる。領域１８は、トランジスタを他の構造体から分離する、基板１０の浅いトレンチ分離（shallow trench isolation、ＳＴＩ）である。この例において、領域１６は、例えば、ドープされたポリシリコン１７、及び種々の堆積された酸化物１８、１９を含む。これらの構造体を形成するのに用い得る方法及び材料は、例えば、上述された特許文献１に説明されるような、当業者には公知のものである。
【００１９】
図２に示されるように、本発明は、薄い（１０ｎｍ−２０ｎｍ）エッチング停止層２０（堆積された酸化物などの）と、窒化物層２６と、ドープされていないポリシリコン等といったいずれかの適切な材料を含むことができるアライメント層２２とを形成する。エッチング停止層２０の厚さは、下記に説明される外部ベース領域８２、１７２、１９２を形成する工程のために必要とされるエネルギーを低減させるように制御される。図２における構造体内のアライメント層２２の上に、別の堆積された酸化物層２４が形成される。
【００２０】
次に、図３に示されるように、酸化物層２４の上にフォトレジスト３０がパターン形成され、図４に示されるように、材料除去工程（エッチングなどの）を用いて、酸化物層２４、アライメント層２２及び窒化物層２６をパターン形成し、エッチング停止層２０で停止する。この工程は、アライメント開口部４０を形成する。
【００２１】
図５においては、ドープされていないポリシリコンのような犠牲材料５０が、酸化物層の上に、かつ、アライメント開口部４０内に共形に堆積される。この犠牲材料５０は、最終的に、注入部とエミッタを整合させるために用いられるエミッタ・ペデスタルになる。この共形の堆積工程は、第１の開口部４０内に第２の開口部５２を形成する。次いで、図６に示されるように、マスク材料６０（窒化物などの）が、第２の開口部５２内に堆積される。図７に示されるように、エミッタ・ペデスタル構造体５０内に犠牲材料５０をパターン形成するために、マスク材料６０が用いられる。同様に、エッチング等のような何らかの従来の材料除去工程を用いて、犠牲材料５０をパターン形成することもできる。マスク６０が犠牲材料５０の上の所定位置にある状態で、図８の矢印８０で示されるように、一連の外部ベース注入不純物ドーピング工程のうちの最初のものが行われる。この工程は、外部ベースの第１のセクション８２を形成する。
【００２２】
図９において、付加的な窒化物９０が堆積され、この付加的な窒化物９０は、窒化物９０のみを攻撃し、残りの構造体をほぼ完全な状態のままにするように設計された何らかの選択的材料除去工程を用いて、（図１０に示されるように）窒化物層２６と等しいレベルまで選択的に除去される。窒化物９０の残りの厚さは、エミッタとベースとの間の分離誘電体として働く。図１１において、エミッタ・ペデスタル５０が除去され、図１２において、（同様に選択的除去工程を用いて）酸化物２４及び酸化物層２０の両方が除去される。
【００２３】
次に、図１３において、上述のように、第２の開口部５２と類似した方法で、第３の開口部１３２を生成する共形堆積工程において、エミッタ材料１３０（ドープされたポリシリコン、又は他の何らかの導電性材料などの）が堆積される。前の処理と類似した方法で、（図１４に示されるように）第３の開口部１３２内に、堆積された酸化物又は他のマスキング材料のようなマスク材料１４０が形成され、次いで、マスクとして材料１４０を用いて、エミッタ材料１３０の露出された部分及びドープされていないポリシリコン２２が除去され、図１５に示される構造体をもたらす。図１６において、この材料除去工程が続けられ（又は、異なる材料除去工程を開始することができ）、窒化物層２６、９０の露出された部分を除去する。この場合も、これらのステップにおいて、エッチングのような、いずれかの従来の材料除去工程を用いることができる。
【００２４】
図１７において、第２の不純物１７０が、基板１０の露出された部分内に注入され、外部ベースの第２の部分１７２を形成する。この後、エミッタ１３０の側壁に沿って、スペーサ１８０が形成される。スペーサ１８０は、例えば、窒化物（又は他の類似した材料）を含むことができ、この窒化物は、窒化物材料を垂直面から除去するより速い速度で窒化物を水平面から除去する（異方性エッチングのような）方向性除去工程において除去され、これにより、図１８に示されるようにエミッタ１３０の側壁に沿って側壁スペーサ１８０が残される。次に、図１９に示されるように、第３の不純物注入１９０が行われ、外部ベース注入部の第３の部分１９２を形成する。
【００２５】
図２０において、同じくエッチングのような何らかの選択的材料除去工程を用いて、エッチング停止層２０及びマスク１４０が除去される。図２１において、従来のパターン形成工程（マスキング及びエッチングのような）を用いて、導体１７の境界が定められる。図２２において、当業者には公知のように、金属の存在下で熱を加えることを含む公知のシリサイド化工程を用いて、導体１７及び外部ベース領域１９２の上に、シリサイド領域２２０が形成される。このように、シリサイド領域２２０は、アライメント・マスク等を使用する必要なしに形成されるので、自己整合されたシリサイド領域すなわちサリサイド２２０である。換言すれば、外部ベース１９２のシリサイド２２０及びエミッタ１３０の上部は、ベース８２、１７２、１９２、及びエミッタ１３０の範囲まで自己整合される。このように、スペーサ１８０及びアライメント形態的特徴（窒化物９０、エミッタ・ペデスタル５０等）を用いて、シリサイド２２０、外部ベース８２、１７２、１９２及びエミッタ１３０が、全て互いに自己整合され、より高価であまり正確でないマスク型アライメント工程を必要としない。
【００２６】
図２２に示される結果として得られる構造体は、基板１０内のコレクタ１２及び内部ベース１４、内部ベース１４に隣接した、基板１０内の外部ベース領域８２、１７２、１９２、内部ベース１４の上のエミッタ１３０、及び自己整合されたシリサイド領域２２０を有する。エミッタ１３０は、上部が下部より幅広いＴ形状を有する。さらに、断面で見たときに、外部ベース８２、１７２、１９２は、多数の階段部を含む。これらの階段部は、基板１０内に異なる深さを延びる外部ベース８２、１７２、１９２の長さを含み、内部ベース１４から遠ざかる程、連続的な外部ベース８２、１７２、１９２の長さの各々が、基板１０の上部から基板１０内により深く延びる。
【００２７】
図２３乃至図４１に示される実施形態は、異なる処理技術を用いて、図１乃至図２２に示される実施形態と類似した構造体を生成する。図１乃至図２２に示される実施形態に関して上述されたものと同じ又は類似した項目は、同じ識別文字又は番号を用いて識別され、簡略にするために、こうした要素の冗長な記述を避ける。
【００２８】
図２３に示される構造体は、層２２、２４及び２６が、例えば、窒化物を含むことができる層２３０と置き換えられた点を除いて、図２に示される構造体と類似している。図２４においては、図３において上記に示されたものと類似した方法で、マスク３０が形成され、図２５において、図４において上記に説明されたものと同じ開口部４０が形成される。同様に図２６において、犠牲材料５０が形成され、図６及び図７に関して上記に説明されたものと同じものが、図２７及び図２８においてパターン形成される。図７では、マスク材料６０を残すことが許容されるが、図２８においては、マスク材料６０は除去されることに留意されたい。図８で行われたものと同じ不純物注入８０が、図２９において行われる。次いで、図３０において、犠牲材料５０が除去される。
【００２９】
図３１において、構造体の上に、共形の窒化物（３１０）及びドープされていないポリシリコン（３１２）層が堆積される。図３２において、前の側壁スペーサ１８０を形成したものと類似した側壁スペーサ形成工程において、側壁スペーサ３２０（堆積された酸化物などの）が形成される。図３３において、選択的除去工程により、ドープされていないポリシリコン層３１２が除去される。この除去工程は、スペーサ３２０によって保護されているドープされていないポリシリコン３１２の領域に影響を及ぼさない。図３４において、スペーサ３２０が除去され、図３５において、窒化物層３１０の露出された部分が除去される。これに続いて、図３６に示されるように、残りのドープされていないポリシリコン３１２が除去され、図３７に示されるように、同様に選択的材料除去工程を用いて、エッチング停止層２０の中央の露出部分が除去される。
【００３０】
図３８において、上記の図１３で行われたように、エミッタ材料１３０が堆積される。図３９において、上記の図１４に示されたものと類似した方法で、エミッタ材料の凹部１３２内に、マスク１４０が形成される。次に、図４０に示されるように、同様に選択的材料除去工程において、エミッタ材料１３０の露出された部分が除去される。窒化物領域３１０及び２３０が除去され（同様に、選択的材料除去工程において）、図４１に示される構造体がもたらされる。図４１に示される構造体は、図１６に示される構造体とほぼ類似しており、この構造体において、図１７乃至図２２に示されるものに類似した処理ステップが実施され、本発明のこの実施形態を完了する。
【００３１】
図４２乃至図５７において、第２の実施形態が示される。より具体的には、図４２に示されるように、この工程は、図２に示されるものとある程度類似した構造体で始まり、エッチング停止層２０と、該エッチング停止層２０の上にある犠牲材料５０とを含む。図４３に示されるように、標準的なフォトリソグラフィ技術を用いて犠牲層５０がパターン形成され、内部ベース１４の上の基板１０上に、エミッタの下部のためのエミッタ・ペデスタル５０を形成する。
【００３２】
図４４乃至図４６に示されるように、エミッタ又は関連したスペーサを形成する前に、本発明は、エミッタ・ペデスタル５０によって保護されていない基板１０の領域内に、外部ベース８２、１７２、１９２を形成する。図４４に示されるように、本発明は、外部ベース８２、１７２、１９２を形成する工程を提供し、外部ベース８２の初期部分を形成するために、最初に、如何なるスペーサも存在しない状態で、エミッタ・ペデスタル５０によって保護されていない基板１０の領域内に、第１の不純物注入８０を行う。このことは、外部ベース８２の初期部分の側部が、最終的にエミッタ・ペデスタル５０と置き換わるエミッタ１３０（図５５）の下部の側部の垂直方向真下にあり、かつ、これと垂直方向に直接整合されることを可能にする。
【００３３】
図４５に示されるように、この第１の注入８０の後、本発明は、次に、エミッタ・ペデスタル５０上に第１の側壁スペーサ４５０を形成し、エミッタ・ペデスタル５０又は第１の側壁スペーサ４５０によって保護されていない基板１０の領域内に、第２の不純物注入１７０を行う。図４６に示されるように、本発明は、次に、第１の側壁スペーサ４５０を除去し、より幅広の側壁スペーサ４６０を用いて注入工程を繰り返す。より具体的には、本発明は、エミッタ・ペデスタル５０上に第２の側壁スペーサ４６０を形成する。第２の側壁スペーサ４６０は、第１の側壁スペーサ４５０よりも、エミッタ・ペデスタル５０から遠くに延びる。次に、本発明は、エミッタ・ペデスタル５０又は第２の側壁スペーサ４６０によって保護されていない基板１０の領域内に、第３の不純物注入１９０を行う。この後、図４７に示されるように、第２の側壁スペーサ４６０を除去する。
【００３４】
図４６に示されるように、この処理により、断面から見たときに、外部ベース８２、１７２、１９２が、内部ベース１４に隣接する多数の階段部８２、１７２、１９２を含むようになる。これらの階段部は、本明細書ではレトログレード・ドーピング・プロファイルとも呼ばれる。これらの階段部は、基板１０内に異なる深さを延びる外部ベース８２、１７２、１９２の長さを含み、内部ベース１４から遠ざかる程、連続的な外部ベース８２、１７２、１９２の長さの各々は、基板１０内により遠く（深く）延びる。内部ベース１４は、外部ベース８２、１７２、１９２の多段形状に酷似した形状を有する。
【００３５】
本発明のこの態様の利点の１つは、第１の側壁スペーサ４５０及び第２の側壁スペーサ４６０の厚さが、後にエミッタ１３０の下部に隣接して形成されることになる分離領域２０、４８０（図５７に示される）の厚さと無関係である点である。したがって、従来の方法とは異なり、本発明の場合、外部ベース８２、１７２、１９２の階段部の寸法は、エミッタ１３０の下部に隣接して形成されることになるスペーサ又は分離領域と全く関係がない。したがって、本発明は、Ｔ形状のエミッタ１３０の下部に隣接して配置されることになる分離領域２０、４８０の寸法には関係なく、トランジスタの性能を最適化するのに必要などの場所にも、外部ベースのエッジを配置することができる。
【００３６】
図４８乃至図５３において、本発明は、図５５において形成されるエミッタ１３０のための層４８０を準備する。より具体的には、図４８において、構造体の上に、共形の窒化物４８０及び酸化物４８２層が形成される。図４９において、酸化物層４８２がパターン形成され、窒化物層４８０の部分を露出する。次に、図５０において、付加的な窒化物が前の窒化物層４８０に加えられ、より厚い窒化物層５００を形成する。図５１において、窒化物４８０、５００が、エミッタ・ペデスタル５０の上部より下方のレベルまでエッチングされる。次いで、図５２において、酸化物層４８２が除去される。最終的に、図５３において、エミッタ・ペデスタル５０が除去され、開口部５３０を残す。図５４は、層４８０の側壁上に側壁スペーサ５４０を形成する随意的な実施形態を示す。この側壁スペーサ５４０が用いられる場合、エミッタ１３０が形成されるとき、該エミッタ１３０は、外部ベース８２、１７２、１９２の側部から間隔をおいて配置されることになる。この記述において、外部ベースの「側部」とは、内部ベース１４に隣接している領域４８２の垂直方向部分である。したがって、必要に応じてこれらの随意的な側壁スペーサ５４０を使用し、外部ベース８２、１７２、１９２の側部とＴ形状のエミッタ構造体１３０の下部の側部との間の水平方向の間隔に関して、付加的に制御することができる。上述された種々の材料堆積工程及び材料除去工程は、当業者には公知のものであり、特定の設計においてどの材料が用いられるかによって変わり、簡略にするために、ここでは、同じ記載の詳述は避ける。
【００３７】
したがって、上記に示されるように、本発明は、エミッタ・ペデスタル５０を除去する前に、エミッタ・ペデスタル５０に隣接した層４８０を形成する。エミッタ・ペデスタル５０が除去されると、このことにより、層４８０内にエミッタ開口部５３０が残される。層４８０内のエミッタ開口部５３０の位置は、前に形成された構造体によって完全に自己整合され、如何なるリソグラフィ・タイプの構造体も必要としないため、従来の方法の多くの問題を回避することに留意されたい。
【００３８】
図５５に示されるように、本発明は、エミッタ・ペデスタル５０が配置されたＴ形状のエミッタ１３０を形成する。前と同じように、当業者であれば、エミッタ１３０は、ポリシリコンのような多数の有用な導体から形成できることを理解するであろう。次に、図５６において、層４８０の露出された部分が除去され、図５７において、エッチング停止層２０の露出された部分が除去される。これらの処理ステップは、外部ベース８２、１７２、１９２からエミッタ１３０を分離する分離領域２０、４８０を形成する。
【００３９】
この実施形態においては、外部ベース領域８２の側部は、内部ベース１４の真上にあるエミッタ１３０の下部の側部の垂直方向真下にあり、かつ、これと垂直方向に直接整合される。したがって、内部ベース１４の上部は、エミッタ１３０の下部セクションと同じ幅を有し、外部ベース領域８２は、エミッタ１３０の下部の下方には延びない。
【００４０】
したがって、上記に示されたように、この実施形態においては、自己整合を最大限利用することによって、トランジスタの横方向寸法が低減される。ポリシリコン・エミッタ１３０を形成する前に、外部ベース８２、１７２、１９２が部分的に注入され、エミッタ・ベース接合部の近傍にドーピング・プロファイルを形成する。このように、本発明の場合、エミッタ・ポリシリコン１３０のパターンが、エミッタ開口部１３０及び外部ベース注入部８２、１７２、１９２に自己整合される。さらに、一時的なエミッタ・ペデスタル５０が、薄いエッチング停止層２０上にあって低エネルギーのイオン注入を可能にし、このことが、外部ベースのドーピング・プロファイルの深さ及び横方向拡散をより良好に制御する。外部ベース８２、１７２、１９２のドーピングを形成するために使い捨てペデスタル５０を使用することにより、エミッタ・ベース分離領域２０、４８０のようなトランジスタの他の構造体と無関係の最適なプロファイルが可能になる。
【００４１】
本発明は、高いスイッチング速度が望まれる超大規模集積回路の製造に、特に、高性能コンピュータ装置の製造に適用可能である。
本発明を好ましい実施形態に関して説明してきたが、当業者であれば、本発明を添付の特許請求の範囲の精神及び範囲内の修正によって実施できることを認識するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図２】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図３】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図４】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図５】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図６】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図７】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図８】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図９】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図１０】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図１１】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図１２】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図１３】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図１４】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図１５】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図１６】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図１７】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図１８】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図１９】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図２０】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図２１】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図２２】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図２３】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図２４】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図２５】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図２６】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図２７】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図２８】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図２９】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図３０】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図３１】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図３２】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図３３】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図３４】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図３５】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図３６】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図３７】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図３８】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図３９】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図４０】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図４１】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図４２】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図４３】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図４４】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図４５】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図４６】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図４７】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図４８】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図４９】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図５０】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図５１】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図５２】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図５３】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図５４】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図５５】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図５６】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図５７】本発明による、部分的に完成したバイポーラ・トランジスタの概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【国際調査報告】
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