(57)【要約】【課題】エミッタ抵抗が低く、隣接したトランジスタの電流増幅率のばらつきが小さいトランジスタを形成することを目的とする。【解決手段】エミッタ電極に燐ドープポリシリコン膜を用いるので、エミッタ電極とシリコン基板の界面の自然酸化膜に起因するエミッタ抵抗を低減することができる。また、エミッタ電極１１を下層がノンドープポリシリコン膜１２と上層が燐ドープポリシリコン膜１３からなる２層構造とすることにより、エミッタ抵抗が低く、且つ隣接したトランジスタの電流増幅率のばらつきが小さい高性能のバイポーラトランジスタを実現する。【選択図】図１
2005079522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリシリコン膜を用いた２層ポリシリコン自己整合構造を有するバイポーラトランジスタからなる半導体装置において、エミッタ電極の下層がノンドープポリシリコン膜と上層が燐ドープポリシリコン膜からなる２層構造で形成されることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
ポリシリコン膜を用いた２層ポリシリコン自己整合構造を有するバイポーラトランジスタからなる半導体装置の製造方法において、
半導体基板上に外部ベース電極を形成する工程と、前記外部ベース電極上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜と外部ベース電極とに開口部を形成する工程と、前記開口部に側壁絶縁膜を形成する工程と、前記開口部上にエミッタ電極を形成する工程とを備え、
前記エミッタ電極の形成工程は、ノンドープポリシリコン膜を形成する工程と前記ノンドープポリシリコン膜上に燐ドープポリシリコン膜を形成する工程とをさらに含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
ノンドープポリシリコン膜と燐ドープポリシリコン膜を同一工程で形成することを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置およびその製造方法に関し、特にポリシリコン膜を用いて自己整合的に形成するバイポーラトランジスタおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、衛星放送や携帯電話用の集積回路の高性能化が進展する中で、高周波用のバイポーラトランジスタでは寄生抵抗や寄生容量を低減するために、ベース電極とエミッタ電極にポリシリコン膜を用いた２層ポリシリコン自己整合構造が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来の２層ポリシリコン自己整合構造を有するバイポーラトランジスタの製造方法について図２を用いて説明する。
【０００４】
まず、図２（ａ）に示すように、シリコン基板１上に公知のフォトリソ、エッチング技術により深いトレンチ分離２を形成する。続いて、深いトレンチ分離２の側壁にＳｉＯ2膜３を形成し、熱処理による歪み応力を緩和させるために深いトレンチ分離２の中にポリシリコン膜４を埋め込み電気的に分離する。次いで、コレクタ、ベースを電気的に分離するため、公知のフォトリソ、エッチング技術により浅いトレンチ分離５を形成する。続いて、浅いトレンチ分離５の中に絶縁膜６を埋め込む。
【０００５】
次いで、図２（ｂ）に示すように、ポリシリコン膜を形成し、ボロンのイオン注入を行い、バイポーラトランジスタの外部ベース電極７を形成する。続いて、絶縁膜８を形成し、公知のフォトリソ、エッチング技術により絶縁膜８と外部ベース電極７に開口部をパターニングする。続いて、レジストをマスクとしてボロンを開口部に注入し、熱処理を行い、外部ベース層９と真性ベース層１０を形成する。続いて、バイポーラトランジスタのエミッタとベースを電気的に分離するための側壁絶縁膜８’を開口部に形成する。
【０００６】
次いで、図２（ｃ）に示すように、ポリシリコン膜を形成し、砒素のイオン注入を行い、公知のフォトリソ、エッチング技術によりバイポーラトランジスタのエミッタ電極１１を形成する。続いて、熱処理を行い、バイポーラトランジスタのエミッタ層１４を形成する。
【特許文献１】特開平０５−０３６７０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら従来のバイポーラトランジスタでは、エミッタ電極１１のドーパントに砒素が用いられており、エミッタ電極１１とシリコン基板１の界面の自然酸化膜に起因してエミッタ抵抗が高くなる。また、砒素によってエミッタ電極１１とシリコン基板１の界面の自然酸化膜がボールアップして不均一であるため、隣接したトランジスタの電流増幅率のばらつきが大きいという問題点がある。
【０００８】
本発明は、エミッタ抵抗が低く、隣接したトランジスタの電流増幅率のばらつきが小さいトランジスタを形成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために本発明は、エミッタ電極のドーパントに燐を用いることにより、エミッタ抵抗を低減することができる。また、エミッタ電極を下層がノンドープポリシリコン膜と上層が燐ドープポリシリコン膜からなる２層構造とすることにより、隣接したトランジスタの電流増幅率のばらつきを小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように本発明は、エミッタ電極に燐ドープポリシリコン膜を用いるので、エミッタ電極とシリコン基板の界面の自然酸化膜に起因するエミッタ抵抗を低減することができる。また、エミッタ電極を下層がノンドープポリシリコン膜と上層が燐ドープポリシリコン膜からなる２層構造としたので、粒径の小さい下層のノンドープポリシリコン膜がエミッタ電極とシリコン基板界面の自然酸化膜を均一にボールアップするため、隣接したトランジスタの電流増幅率のばらつきが従来の約３／４程度に小さくなり、高性能のバイポーラトランジスタを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明の実施形態について図１を用いてさらに具体的に説明する。
【００１２】
まず、図１（ａ）に示すように、シリコン基板１上に公知のフォトリソ、エッチング技術により深いトレンチ分離２を形成する。続いて、深いトレンチ分離２の側壁にＳｉＯ2膜３を形成し、熱処理による歪み応力を緩和させるために深いトレンチ分離２の中にポリシリコン膜４を埋め込み電気的に分離する。次いで、コレクタ、ベースを電気的に分離するため、公知のフォトリソ、エッチング技術により浅いトレンチ分離５を形成する。続いて、浅いトレンチ分離５の中に絶縁膜６を埋め込む。
【００１３】
次いで、図１（ｂ）に示すように、ポリシリコン膜を形成し、ボロンのイオン注入を行い、バイポーラトランジスタの外部ベース電極７を形成する。続いて、絶縁膜８を形成し、公知のフォトリソ、エッチング技術により絶縁膜８と外部ベース電極７に開口部をパターニングする。続いて、レジストをマスクとしてボロンを開口部に注入し、熱処理を行い、外部ベース層９と真性ベース層１０を形成する。続いて、バイポーラトランジスタのエミッタとベースを電気的に分離するための側壁絶縁膜８’を開口部に形成する。
【００１４】
次いで、図１（ｃ）に示すように、下層が３ｎｍから３０ｎｍ程度の厚さを有するノンドープポリシリコン膜１２と上層が燐ドープポリシリコン膜１３からなる２層構造のポリシリコン膜を形成し、公知のフォトリソ、エッチング技術によりバイポーラトランジスタのエミッタ電極１１を形成する。続いて、熱処理を行い、燐ドープポリシリコン膜１３からノンドープポリシリコン膜１２を介して燐を拡散し、真性ベース層１０にエミッタ層１４を形成する。
【００１５】
上記の本実施形態によれば、エミッタ電極１１に燐ドープポリシリコン膜１３を用いるので、エミッタ電極１１とシリコン基板１の界面の自然酸化膜に起因するエミッタ抵抗を低減することができる。また、エミッタ電極１１を下層がノンドープポリシリコン膜１２と上層が燐ドープポリシリコン膜１３からなる２層構造としたので、粒径の小さい下層のノンドープポリシリコン膜１２がエミッタ電極１１とシリコン基板１界面の自然酸化膜を均一にボールアップするため、隣接したトランジスタの電流増幅率のばらつきが従来の約３／４程度に小さくなり、高性能のバイポーラトランジスタを実現することができる。
【００１６】
なお、本実施形態において、ノンドープポリシリコン膜１２と燐ドープポリシリコン膜１３は連続工程で形成してもよいが、同一工程で形成することが好ましい。また、ノンドープポリシリコン膜１２に代えてアモルファスシリコン膜を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明に係る半導体装置およびその製造方法は、高性能のバイポーラトランジスタを実現するものであり、衛星放送や携帯電話用の集積回路等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態における半導体装置の製造工程を示す断面図
【図２】従来の半導体装置の製造工程を示す断面図
【符号の説明】
【００１９】
１  シリコン基板
２  深いトレンチ分離
３  ＳｉＯ2膜
４  ポリシリコン膜
５  浅いトレンチ分離
６  絶縁膜
７  外部ベース電極
８  絶縁膜
８’  側壁絶縁膜
９  外部ベース層
１０  真性ベース層
１１  エミッタ電極
１２  ノンドープポリシリコン膜
１３  燐ドープポリシリコン膜
１４  エミッタ層
【図１】
2005079522.tif 000003
【図２】
2005079522.tif 000004