(57)【要約】【課題】ベース領域として作用するエピタキシャル層を形成する際に発生する単結晶シリコンゲルマニウムと多結晶シリコンゲルマニウムとの界面のシリサイド化を図ると共に、細線効果を抑制してベース抵抗を下げることができる半導体装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】埋め込み拡散層を有する基板２と、開口部を有する酸化膜３と、エピタキシャル層４とを備え、エピタキシャル層の表面にシリサイド層が形成された半導体装置において、酸化膜の開口領域近傍に形成されたエピタキシャル層の表面に形成されたシリサイド層は、熱処理時に金属がシリコンを吸収して形成された第１のシリサイド層６と、熱処理時に金属がシリコンに拡散して形成された第２のシリサイド層７とを備える。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
埋め込み拡散層を有する基板と、該基板の表面に形成された開口部を有する酸化膜と、該開口部及び該酸化膜の上に形成されたエピタキシャル層とを備え、該エピタキシャル層の表面にシリサイド層が形成された半導体装置において、
前記酸化膜の開口境界近傍に形成されたエピタキシャル層の表面に形成された前記シリサイド層は、熱処理時に金属がシリコンを吸収して形成された第１のシリサイド層と、該第１のシリサイド層の上に形成された熱処理時に金属がシリコンに拡散して形成された第２のシリサイド層とを備える
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
埋め込み拡散層を有する基板と、該基板の表面に形成された開口部を有する酸化膜と、該開口部及び該酸化膜の上に形成されたエピタキシャル層とを備え、該エピタキシャル層の表面にシリサイド層が形成された半導体装置の製造方法において、
前記酸化膜の開口境界近傍に形成された前記エピタキシャル層の表面に、熱処理時にシリコンを吸収してシリサイド層を形成する第１の金属層の形成工程と、
該第１の金属層の上に、熱処理時にシリコンに拡散してシリサイド層を形成する第２の金属層の形成工程と、
前記第１の金属層及び前記第２の金属層に熱処理を施す工程とを備える
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置及び半導体装置の製造方法に関する。詳しくは、埋め込み拡散層を有する基板と、基板の表面に形成された開口部を有する酸化膜と、開口部及び酸化膜の上に形成されたエピタキシャル層とを備え、エピタキシャル層の表面にシリサイド層が形成された半導体装置及びその製造方法に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体装置の高集積化によって、半導体装置に搭載される各半導体素子の微細化がますます重要なものとなってきており、この微細化により各素子電極等の導電部の電気的な抵抗及びバラツキが新たな問題となり、エミッタ、ベース及びコレクタそれぞれに金属元素とシリコンを化合させたシリサイド層を形成し、取り出し抵抗を下げるシリサイド構造とする手法が実用されている。
【０００３】
さて、従来のシリサイド構造のバイポーラトランジスタは、図４で示す様に、コレクタ領域として作用する埋め込み拡散層を有するシリコン基板１０１に、ベース領域となる部分が開口したＳｉＯ２層１０２が形成され、このＳｉＯ２層及び開口部の上層にベース領域として作用するシリコンゲルマニウム層１０３が形成され、このシリコンゲルマニウム層の上層にエミッタ領域となる部分が開口したＳｉＯ２層が形成され、この開口部及びＳｉＯ２層の上層にエミッタ層１０４が形成されており、エミッタ層の上層にＣｏをスパッタリングした後に熱処理を施して形成されたシリサイド層１０５が形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、シリコンゲルマニウム層はエピタキシャル成長によって形成するのであるが、図４中符号Ａで示すシリコン基板上には単結晶シリコンゲルマニウムが形成され、図４中符号Ｂで示すＳｉＯ２層上には多結晶シリコンゲルマニウムが形成されるために、図４中符号Ｃで示す単結晶シリコンゲルマニウムと多結晶シリコンゲルマニウムとの界面が生じてしまい、シリサイド層を形成するにあたって、例えばＣｏの様な熱処理時にシリコンに拡散する金属をシリコンゲルマニウム層にスパッタリングを行った後に熱処理を施してシリサイド層を形成した場合に、上記した単結晶シリコンゲルマニウムと多結晶シリコンゲルマニウムとの界面がシリサイド化されず、ベース抵抗が大きくなってしまうという不具合があった。
【０００５】
なお、例えばＴｉの様な熱処理時にシリコンを吸収する金属をシリコンゲルマニウム層にスパッタリングを行った後に熱処理を施してシリサイド層を形成した場合には、単結晶シリコンゲルマニウムと多結晶シリコンゲルマニウムとの界面がシリサイド化されないという不具合は発生しないものの、シリサイド化される導電部が微細化されるにつれて、単位面積当たりの抵抗値が大きくなる細線効果を引き起こしてしまい、同様にベース抵抗が大きくなってしまうという不都合がある。
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであって、ベース領域として作用するエピタキシャル層を形成する際に発生する単結晶シリコンゲルマニウムと多結晶シリコンゲルマニウムとの界面のシリサイド化を図ると共に、細線効果を抑制してベース抵抗を下げることができる半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る半導体装置は、埋め込み拡散層を有する基板と、該基板の表面に形成された開口部を有する酸化膜と、該開口部及び該酸化膜の上に形成されたエピタキシャル層とを備え、該エピタキシャル層の表面にシリサイド層が形成された半導体装置において、前記酸化膜の開口境界近傍に形成されたエピタキシャル層の表面に形成された前記シリサイド層は、熱処理時に金属がシリコンを吸収して形成された第１のシリサイド層と、該第１のシリサイド層の上に形成された熱処理時に金属がシリコンに拡散して形成された第２のシリサイド層とを備える。
【０００８】
ここで、酸化膜の開口境界近傍に形成されたエピタキシャル層の表面に形成されたシリサイド層が、熱処理時に金属がシリコンを吸収して形成された第１のシリサイド層と、第１のシリサイド層の上に形成された熱処理時に金属がシリコンに拡散して形成された第２のシリサイド層とを備えることによって、細線効果を抑制しつつ、エピタキシャル層を形成する際に発生する単結晶シリコンゲルマニウムと多結晶シリコンゲルマニウムとの界面のシリサイド化を図ることができる。
【０００９】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係る半導体装置の製造方法は、埋め込み拡散層を有する基板と、該基板の表面に形成された開口部を有する酸化膜と、該開口部及び該酸化膜の上に形成されたエピタキシャル層とを備え、該エピタキシャル層の表面にシリサイド層が形成された半導体装置の製造方法において、前記酸化膜の開口境界近傍に形成された前記エピタキシャル層の表面に、熱処理時にシリコンを吸収してシリサイド層を形成する第１の金属層の形成工程と、該第１の金属層の上に、熱処理時にシリコンに拡散してシリサイド層を形成する第２の金属層の形成工程と、前記第１の金属層及び前記第２の金属層に熱処理を施す工程とを備える。
【００１０】
ここで、酸化膜の開口境界近傍に形成されたエピタキシャル層の表面に、熱処理時にシリコンを吸収してシリサイド層を形成する第１の金属層を形成することによって、熱処理を施した場合にエピタキシャル層を形成する際に発生する単結晶シリコンゲルマニウムと多結晶シリコンゲルマニウムとの界面のシリサイド化を図ることができる。
また、第１の金属層の上に、熱処理時にシリコンに拡散してシリサイド層を形成する第２の金属層を形成することによって、細線効果を抑制することができる。
また、第１の金属層及び第２の金属層に熱処理を施すことによって、第１の金属層及び第２の金属層とシリコンが反応してシリサイド層を形成することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
【００１２】
図１に本発明を適用した半導体装置の一例であるシリサイド構造のバイポーラトランジスタを説明するための模式的な断面図を示しており、ここで示すバイポーラトランジスタ１は、コレクタ領域として作用する埋め込み拡散層を有するシリコン基板２に、ベース領域となる部分が開口したＳｉＯ２層３が形成され、この開口部及びＳｉＯ２層の上層にベース領域として作用するシリコンゲルマニウム層４が形成され、このシリコンゲルマニウム層の上層にエミッタ領域となる部分が開口したＳｉＯ２層が形成され、この開口部及びＳｉＯ２層の上層にエミッタ層５が形成されている。
また、図１中符号ａで示す単結晶シリコンゲルマニウムと多結晶シリコンゲルマニウムとの界面近傍には、Ｔｉに熱処理を施して形成された第１のシリサイド層６が形成され、第１のシリサイド層の上層にはＣｏに熱処理を施して形成された第２のシリサイド層７が形成されている。
【００１３】
ここで、第１のシリサイド層を形成するための金属元素は、熱処理時にシリコンを吸収してシリサイド層を形成するものであれば充分であり、必ずしもＴｉである必要は無く、例えば、ＷやＭｏ等であっても構わない。
また、第２のシリサイド層を形成するための金属元素は、熱処理時にシリコンに拡散してシリサイド層を形成するものであれば充分であり、必ずしもＣｏである必要は無く、例えば、ＮｉやＰｔ等であっても構わない。
【００１４】
以下、上記したバイポーラトランジスタの製造方法について説明する。即ち、本発明を適用した半導体装置の製造方法の一例について説明する。
【００１５】
本発明を適用した半導体装置の製造方法の一例では、先ず、埋め込み拡散層を有するシリコン基板上にＳｉＯ２層を形成し、リソグラフィー技術及びエッチング技術によって図２（ａ）で示す様にベース領域となる部分を開口する。
【００１６】
次に、図２（ｂ）で示す様に、ベース領域となる開口部及びＳｉＯ２層の上層にベース領域として作用するシリコンゲルマニウム層をエピタキシャル成長させる。また、シリコンゲルマニウム層の上層にＳｉＯ２層を形成し、リソグラフィー技術及びエッチング技術によって図２（ｃ）で示す様にエミッタ領域となる部分を開口し、ＳｉＯ２層の上層にエミッタ層を形成し、リソグラフィー技術及びエッチング技術によって図２（ｄ）で示す様にエミッタ領域を形成する。
【００１７】
次に、Ｔｉのスパッタリングを行い、図３（ｅ）で示す様に、エミッタ層の上層にＴｉ層８を形成し、図３（ｆ）で示す様に、上記したシリコンゲルマニウム層のエピタキシャル成長の際に発生した単結晶シリコンゲルマニウムと多結晶シリコンゲルマニウムとの界面近傍にＴｉ層がサイドウォール状に残存する様にエッチングを行った後に、Ｃｏのスパッタリングを行い、図３（ｇ）で示す様に、Ｔｉ層の上層にＣｏ層９を形成する。
【００１８】
ここで、スパッタリングによるＴｉ層の形成、Ｔｉ層のエッチング及びスパッタリングによるＣｏ層の形成という工程によって、シリコンゲルマニウム層のエピタキシャル成長の際に発生した単結晶シリコンゲルマニウムと多結晶シリコンゲルマニウムとの界面近傍にＴｉ層を形成し、Ｔｉ層の上層にＣｏ層を形成しているが、単結晶シリコンゲルマニウムと多結晶シリコンゲルマニウムとの界面近傍にＴｉ層を形成し、Ｔｉ層の上層にＣｏ層を形成することができるのであれば、いかなる方法を用いてＴｉ層及びＣｏ層を形成しても構わないのは勿論である。
【００１９】
続いて、上記したＴｉ層及びＣｏ層をシリコンと反応させてシリサイド化すべく熱処理を行った後にシリサイド化されていない部分のＴｉ層及びＣｏ層を除去する薬液処理を施して、図３（ｈ）で示す様に、単結晶シリコンゲルマニウムと多結晶シリコンゲルマニウムとの界面近傍に第１のシリサイド層を形成し、この第１のシリサイド層の上層に第２のシリサイド層を形成することによって、上記したバイポーラトランジスタを得ることができる。
【００２０】
本発明を適用した半導体装置では、ベース領域として作用するシリコンゲルマニウム層をエピタキシャル成長させる際に発生する単結晶シリコンゲルマニウムと多結晶シリコンゲルマニウムとの界面近傍に第１のシリサイド層が形成されており、即ち、単結晶シリコンゲルマニウムと多結晶シリコンゲルマニウムとの界面近傍にＴｉ層を形成して熱処理を施すことによって単結晶シリコンゲルマニウムと多結晶シリコンゲルマニウムとの界面のシリサイド化が可能であると共に、単結晶シリコンゲルマニウムと多結晶シリコンゲルマニウムとの界面近傍以外の部分には第１のシリサイド層を形成せずに第２のシリサイド層のみが形成されており、即ち、単結晶シリコンゲルマニウムと多結晶シリコンゲルマニウムとの界面近傍以外の部分にはＴｉ層を形成せずにＴｉ層の上層に形成したＣｏ層に熱処理を施すことによってシリサイド層を形成しているために細線効果を抑制することが可能となり、ベース抵抗を下げることができ、トランジスタの最大発振周波数の向上を図ることができる。
また、細線効果を抑制することが可能であるために、半導体装置の微細化を図ることが可能である。
【００２１】
【発明の効果】
以上述べてきた如く、本発明の半導体装置及び半導体装置の製造方法では、ベース領域として作用するエピタキシャル層を形成する際に発生する単結晶シリコンゲルマニウムと多結晶シリコンゲルマニウムとの界面のシリサイド化を図ると共に、細線効果を抑制してベース抵抗を下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した半導体装置の一例であるシリサイド構造のバイポーラトランジスタを説明するための模式的な断面図である。
【図２】本発明を適用した半導体装置の製造方法の一例を説明するための模式的な断面図（１）である。
【図３】本発明を適用した半導体装置の製造方法の一例を説明するための模式的な断面図（２）である。
【図４】従来のシリサイド構造のバイポーラトランジスタを説明するための模式的な断面図である。
【符号の説明】
１    バイポーラトランジスタ
２    シリコン基板
３    ＳｉＯ２層
４    シリコンゲルマニウム層
５    エミッタ層
６    第１のシリサイド層
７    第２のシリサイド層
８    Ｔｉ層
９    Ｃｏ層
【図１】
2004158483.tif 000003
【図２】
2004158483.tif 000004
【図３】
2004158483.tif 000005
【図４】
2004158483.tif 000006