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JPH0516175B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0516175B2
JPH0516175B2 JP58030319A JP3031983A JPH0516175B2 JP H0516175 B2 JPH0516175 B2 JP H0516175B2 JP 58030319 A JP58030319 A JP 58030319A JP 3031983 A JP3031983 A JP 3031983A JP H0516175 B2 JPH0516175 B2 JP H0516175B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
insulating layer
region
silicon layer
semiconductor
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP58030319A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS58155765A (en
Inventor
Yasuaki Inekari
Hisaaki Aizaki
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.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric 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 Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP58030319A priority Critical patent/JPS58155765A/en
Publication of JPS58155765A publication Critical patent/JPS58155765A/en
Publication of JPH0516175B2 publication Critical patent/JPH0516175B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D48/00Individual devices not covered by groups H10D1/00 - H10D44/00
    • H10D48/30Devices controlled by electric currents or voltages
    • H10D48/32Devices controlled by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H10D48/34Bipolar devices
    • H10D48/345Bipolar transistors having ohmic electrodes on emitter-like, base-like, and collector-like regions

Landscapes

  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に高
速動作可能なバイポーラトランジスタと、これを
用いた集積回路の製造技術に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a bipolar transistor capable of high-speed operation and a technology for manufacturing an integrated circuit using the same.

第1図は通常用いられるバイポーラトランジス
タの構造を説明する断面図であり、図において、
1は一導電型を有する半導体基板、21,22は
基板1と逆の導電型を有する高濃度不純物領域、
31,32は21,22と同型の不純物を有する
領域、4は基板1と同型の不純物領域、5は絶縁
膜、8はコンタクトホールをそれぞれ示す。不純
物領域32,4,31がバイポーラ・トランジス
タのエミツタ・ベース・コレクタをそれぞれ構成
し、第1図破線で囲まれた領域がトランジスタ動
作に寄与している。かかるトランジスタの高速動
作を制限する要因にはベース抵抗が高いこと、即
ち第1図破線で囲まれたベース領域に給電するた
めの不純物領域4の抵抗が高いことにあり、更に
はベース・コレクタ間、コレクタ・基板間の接合
容量が大きいことにある。ベース抵抗を低減する
ためには不純物領域4に複数個のコンタクトホー
ル8を介して給電することが通常行われており、
また接合容量を低減するためには不純物濃度の最
適化、素子寸法の微細化等の努力が行われてい
る。しかし、これら手段では、第1図破線で囲ま
れたトランジスタ動作に寄与する領域以外の不純
物領域を無くすることは出来ないため、より高速
で動作させるには限界がある。
FIG. 1 is a cross-sectional view explaining the structure of a commonly used bipolar transistor, and in the figure,
1 is a semiconductor substrate having one conductivity type; 21 and 22 are high concentration impurity regions having a conductivity type opposite to that of the substrate 1;
31 and 32 are regions having the same type of impurity as 21 and 22, 4 is an impurity region of the same type as the substrate 1, 5 is an insulating film, and 8 is a contact hole, respectively. The impurity regions 32, 4, and 31 constitute the emitter, base, and collector of the bipolar transistor, respectively, and the region surrounded by the broken line in FIG. 1 contributes to the transistor operation. Factors that limit high-speed operation of such transistors include the high base resistance, that is, the high resistance of the impurity region 4 for supplying power to the base region surrounded by the broken line in FIG. 1, and the high resistance between the base and collector. This is because the junction capacitance between the collector and the substrate is large. In order to reduce the base resistance, power is usually supplied to the impurity region 4 through a plurality of contact holes 8.
Further, in order to reduce the junction capacitance, efforts are being made to optimize the impurity concentration and miniaturize the element dimensions. However, these means cannot eliminate impurity regions other than the region surrounded by the broken line in FIG. 1 that contributes to transistor operation, and therefore there is a limit to higher speed operation.

本発明の目的は、かかる従来の欠点を除去した
半導体装置の製造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that eliminates such conventional drawbacks.

本発明によれば、半導体基板上に第1の絶縁層
を設け、次に、前記第1の絶縁層を選択的に除去
し、次に、第1の導電性を有する多結晶もしくは
非晶質の半導体層を設け、次に、前記半導体層に
レーザー光もしくは電子ビームもしくはこれに類
するエネルギー線を照射し、前記半導体層を単結
晶に近いもしくは単結晶の単結晶化層となし、次
に、前記単結晶化層の前記半導体基板と接する部
分を含む領域を選択的に第2の絶縁層となし、も
しくは、選択的に除去し、次に、前記単結晶化層
の表面を含む前記半導体基板の表面に第3の絶縁
層を設け、次に、少くとも前記単結晶化層を一部
覆う領域の前記第3の絶縁層の表面に第2の導電
性を有する単結晶シリコンもしくは金属シリサイ
ドからなる電極層を選択的に設け、次に、少くと
も前記電極層の表面を含む前記半導体基板の表面
に第4の絶縁層を設け、次に、前記単結晶化層と
前記電極層とが少くとも重なる領域の一部に、前
記第4の絶縁層と前記電極層と前記第3の絶縁層
とを順次選択除去した孔を設け、次に、前記孔の
内部にコレクタ領域となる第1の導電性を有する
単結晶半導体層と、ベース領域となる第2の導電
性を有する単結晶半導体層と、エミツタ領域とな
る第1の導電性を有する単結晶半導体層とを結晶
成長させることにより、バイポーラ・トランジス
タを形成する工程を含むことを特徴とする半導体
装置の製造方法が得られる。
According to the present invention, a first insulating layer is provided on a semiconductor substrate, the first insulating layer is selectively removed, and then a polycrystalline or amorphous layer having a first conductivity is formed. Next, the semiconductor layer is irradiated with a laser beam, an electron beam, or a similar energy beam to make the semiconductor layer into a monocrystalline layer close to a single crystal or a single crystal, and then, A region of the single crystallized layer including a portion in contact with the semiconductor substrate is selectively made into a second insulating layer or selectively removed, and then the semiconductor substrate including the surface of the single crystallized layer is A third insulating layer is provided on the surface of the third insulating layer, and then a second conductive layer made of single crystal silicon or metal silicide is provided on the surface of the third insulating layer in a region covering at least a portion of the single crystallized layer. a fourth insulating layer is selectively provided on the surface of the semiconductor substrate including at least a surface of the electrode layer; A hole in which the fourth insulating layer, the electrode layer, and the third insulating layer are sequentially selectively removed is provided in a part of the area that overlaps with the first insulating layer. By crystal-growing a single crystal semiconductor layer having conductivity, a single crystal semiconductor layer having second conductivity serving as a base region, and a single crystal semiconductor layer having first conductivity serving as an emitter region, A method for manufacturing a semiconductor device is obtained, which includes a step of forming a bipolar transistor.

以下図面を用いて詳細に説明する。 This will be explained in detail below using the drawings.

第2図は、本発明の一実施例を説明する概略工
程図を示しており、第1図と同記号は同一機能を
有する物質を示す。図に於いて、51,52,5
3,54は絶縁層、6は多結晶もしくは非晶質シ
リコン層、65は単結晶に近いもしくは単結晶の
単結晶化層、7は多結晶シリコン層、81は窓、
82はコンタクトホール、30はエタチキシヤ
ル・シリコン層をそれぞれ示す。
FIG. 2 shows a schematic process diagram for explaining one embodiment of the present invention, and the same symbols as in FIG. 1 indicate substances having the same functions. In the figure, 51, 52, 5
3 and 54 are insulating layers, 6 is a polycrystalline or amorphous silicon layer, 65 is a near-single-crystalline or single-crystalline layer, 7 is a polycrystalline silicon layer, 81 is a window,
Reference numeral 82 indicates a contact hole, and reference numeral 30 indicates an etataxial silicon layer.

単結晶基板1にシリコンを用い、npnトランジ
スタを形成する場合を例にとり、本発明を順を追
つて説明する。
The present invention will be explained step by step, taking as an example a case where silicon is used for the single crystal substrate 1 and an npn transistor is formed.

まず、基板1の表明に絶縁層51が設けられ、
続いて当該層51の一部が通常のフオトエツチン
グ法により選択除去され、基板1表面が露出され
た後多結晶もしくは非晶質シリコン層6が形成さ
れる(第2図a)。絶縁層51は前記基板1と多
結晶もしくは非晶質シリコン層6との間の容量を
低減するため厚いことが好ましく、例えば0.3ミ
クロン以上であることが望ましい。多結晶もしく
は非晶質シリコン層6の厚さは0.1〜0.5ミクロン
であることが好ましく、また当該層6は電極とし
ても用いることからn型不純物を高濃度に含ませ
る必要があり、かかる不純物のドーピングは層形
成の際に雰囲気中にn型不純物を含ませることも
一法であり、そらに層形成の際含ませないで後の
工程で個別に含ませても、その選択は自由であ
る。
First, an insulating layer 51 is provided on the surface of the substrate 1,
Subsequently, a part of the layer 51 is selectively removed by a conventional photoetching method to expose the surface of the substrate 1, and then a polycrystalline or amorphous silicon layer 6 is formed (FIG. 2a). The insulating layer 51 is preferably thick in order to reduce the capacitance between the substrate 1 and the polycrystalline or amorphous silicon layer 6, and preferably has a thickness of 0.3 microns or more, for example. The thickness of the polycrystalline or amorphous silicon layer 6 is preferably 0.1 to 0.5 microns, and since the layer 6 is also used as an electrode, it is necessary to contain n-type impurities at a high concentration. One method of doping is to include n-type impurities in the atmosphere during layer formation, but you are free to choose whether to include them separately in a later process without including them during layer formation. .

次に、レーザー光もしくは電子ビームもしくは
これに類する点状又は線状の熱光線を、前記多結
晶もしくは非晶質シリコン層6表面に照射し、か
つ移動せしめ、当該層6が基板1と接する部分か
ら再結晶化を生ぜじめることにより、該層6が単
結晶に近いもしくは単結晶の単結晶化層65とな
る(第2図b)。
Next, a laser beam, an electron beam, or a similar point-like or linear heat beam is irradiated onto the surface of the polycrystalline or amorphous silicon layer 6 and moved, so that the portion where the layer 6 contacts the substrate 1 By causing recrystallization to occur, the layer 6 becomes a monocrystalline layer 65 that is close to a single crystal or is a single crystal (FIG. 2b).

次に、前記単結晶化層65の、少なくとも基板
1に接する部分を含む領域が選択的に酸化され、
絶縁層52になる(第2図c)。
Next, a region of the single crystallized layer 65 including at least a portion in contact with the substrate 1 is selectively oxidized,
This becomes an insulating layer 52 (FIG. 2c).

当該選択的酸化は、例えば前記シリコン層65
の所望の領域表面に窒化シリコン等の耐酸化性膜
を形成した後に、900〜1100℃水蒸気雰囲気中で
酸化すれば良い。当該選択的酸化では、前記単結
晶化層65を島状に分離するのが目的であり、従
つて絶縁層52下部の絶縁層51表面には前記単
結晶化層65の一部が残つていてはならない。ま
た、かかる構造を形成した時点で、n型不純物を
前記単結晶化層65に高濃度に含ませてもかまわ
ない。
The selective oxidation may be performed, for example, on the silicon layer 65.
After forming an oxidation-resistant film such as silicon nitride on the surface of a desired region, oxidation may be performed in a steam atmosphere at 900 to 1100°C. The purpose of the selective oxidation is to separate the single crystallized layer 65 into island shapes, so that a portion of the single crystallized layer 65 remains on the surface of the insulating layer 51 below the insulating layer 52. must not. Further, at the time of forming such a structure, the single crystallized layer 65 may contain n-type impurities at a high concentration.

前記単結晶化層65を島状に分離するために
は、前記した選択的酸化を行う手段の他に、該単
結晶化層65の不要の領域を選択的に除去する手
段を採つても実現でき、かかる選択的除去手段を
代りに用いても本発明を損うものではない。かか
る手段を採る場合には、前記した単結晶化層65
が基板1と接する部分の基板1表面が露出する
が、後の工程で絶縁層が形成されるため不都合は
ない。
In order to separate the single crystallized layer 65 into island shapes, in addition to the method of performing selective oxidation described above, it is also possible to adopt a means of selectively removing unnecessary regions of the single crystallized layer 65. It is possible to use such selective removal means instead without detracting from the present invention. When such means are adopted, the single crystallized layer 65 described above is
Although the surface of the substrate 1 is exposed where it contacts the substrate 1, there is no problem because an insulating layer will be formed in a later step.

当該単結晶化層65が基板1と接する部分は、
該単結晶化層65の単結晶化が行われた後には不
要のものであるため、かかる部分は半導体装置の
スクライブ・ラインに用いれば高集積化に当つて
の支障は生じない。
The portion where the single crystallized layer 65 contacts the substrate 1 is
Since the single crystallized layer 65 is unnecessary after the single crystallization is performed, such a portion can be used as a scribe line of a semiconductor device without causing any problem in achieving high integration.

次に、単結晶化層65の表面が酸化され、絶縁
層53が形成される(第2図d)。
Next, the surface of the single crystallized layer 65 is oxidized to form the insulating layer 53 (FIG. 2d).

当該絶縁層53の厚さは0.2〜0.5ミクロンであ
れば充分である。該絶縁層53は、前記単結晶化
層65表面および前記絶縁層52表面に、気相成
長法等の手段によりSiO2もしくはSi3N4等の物質
からなる層を形成しても本発明の目的を達する。
It is sufficient that the thickness of the insulating layer 53 is 0.2 to 0.5 microns. The insulating layer 53 may be formed by forming a layer made of a substance such as SiO 2 or Si 3 N 4 on the surface of the single crystallized layer 65 and the surface of the insulating layer 52 by means such as vapor phase growth. reach your goal.

続いて、単結晶化層65の一部を覆う領域およ
び絶縁層52,53表面の一部に多結晶シリコン
層7が通常フオトエツチング技術により選択的に
形成される(第2図e)。当該多結晶シリコン層
7は、電極として用いることから、p型不純物を
高濃度に含む必要があり、不純物のドーピングは
多結晶シリコン層形成時の雰囲気中に含ませて
も、またはドーピングしないで多結晶シリコン層
を形成した後に改めてドーピングしても、さらに
は第2図eの如く、多結晶シリコン層のパターン
が形成された後にドーピングしても、選択は自由
である。また当該多結晶シリコン層の所望の領域
の不純物濃度を制御し、抵抗として使うことも自
由である。
Subsequently, a polycrystalline silicon layer 7 is selectively formed in a region covering part of the monocrystalline layer 65 and part of the surfaces of the insulating layers 52, 53 by a conventional photoetching technique (FIG. 2e). Since the polycrystalline silicon layer 7 is used as an electrode, it needs to contain p-type impurities at a high concentration, and the impurity can be doped by including it in the atmosphere when forming the polycrystalline silicon layer, or by not doping it. The doping may be carried out again after the crystalline silicon layer is formed, or even after the polycrystalline silicon layer pattern is formed as shown in FIG. 2e, the choice is free. Furthermore, it is also possible to freely control the impurity concentration in a desired region of the polycrystalline silicon layer and use it as a resistor.

さらに当該多結晶シリコン層を形成する際、第
2図a,bで説明した手段を再び用いて単結晶も
しくはこれに近い層にすることは可能であり、当
該多結晶シリコン層7を単結晶化せしめて良いこ
とは言いまでもない。
Furthermore, when forming the polycrystalline silicon layer 7, it is possible to form the polycrystalline silicon layer 7 into a single crystal or a layer close to this by again using the means explained in FIGS. 2a and 2b. Needless to say, it's a good thing.

次に、多結晶シリコン層7の表面に絶縁層54
が形成された後、多結晶シリコン層7と単結晶化
層65とが少なくとも重なつている領域の前記絶
縁層54および多結晶シリコン層7および絶縁層
53の一部が通常フオトエツチング技術により順
次選択除去され、前記単結晶化層の表面が露出さ
れ、窓81が形成される(第2図f)。絶縁層5
4は、例えば多結晶シリコン層7の表面を酸化す
ることにより容易に形成できるが気相成長法によ
り絶縁層を堆積しても本発明の目的を達する。当
該絶縁層54の好ましい厚さは0.3〜0.5ミクロン
である。
Next, an insulating layer 54 is formed on the surface of the polycrystalline silicon layer 7.
is formed, the insulating layer 54 in the region where the polycrystalline silicon layer 7 and the single crystallized layer 65 at least overlap, and parts of the polycrystalline silicon layer 7 and the insulating layer 53 are sequentially etched by a normal photo-etching technique. The surface of the single crystallized layer is selectively removed and a window 81 is formed (FIG. 2f). Insulating layer 5
4 can be easily formed by, for example, oxidizing the surface of the polycrystalline silicon layer 7, but the object of the present invention can also be achieved by depositing an insulating layer by vapor phase growth. The preferred thickness of the insulating layer 54 is 0.3 to 0.5 microns.

次に、単結晶化層65を種子結晶とし、n型不
純物を有する単結晶シリコン層30が窓81内部
にエピタキシヤル成長される(第2図g)。当該
エピタキシヤル成長は、例えばSiH2Cl2−H2系の
雰囲気中、950〜1100℃の条件で行えば、窓81
内部にはシリコンがエピタキシヤル成長するが、
絶縁層52,53および54表面には全く成長が
起こらず所謂選択的エピタキシヤル成長が出来
る。当該エピタキシヤル成長した単結晶シリコン
層30は、少なくとも多結晶シリコン層7の表面
に達する程度の厚さは必要であり、絶縁層54の
表面に達する程度の厚さであるのがより好まし
い。次に、エピタキシヤル成長した単結晶シリコ
ン層30中に、npnトランジスタを形成するべ
く、p型不純物、n型不純物が順次ドーピングさ
れ、ベースとなるp型不純物領域4、エミツタと
なるn型不純物領域32が形成される。この時、
エピタキシヤル成長した単結晶層30の底部のn
型不純物領域31はコレクタとなる(第2図h)。
Next, using the single crystallized layer 65 as a seed crystal, the single crystal silicon layer 30 containing n-type impurities is epitaxially grown inside the window 81 (FIG. 2g). If the epitaxial growth is performed, for example, in a SiH 2 Cl 2 -H 2 atmosphere at a temperature of 950 to 1100°C, the window 81
Silicon grows epitaxially inside,
No growth occurs on the surfaces of the insulating layers 52, 53, and 54, allowing so-called selective epitaxial growth. The epitaxially grown single crystal silicon layer 30 needs to have a thickness that reaches at least the surface of the polycrystalline silicon layer 7, and more preferably a thickness that reaches the surface of the insulating layer 54. Next, the epitaxially grown single crystal silicon layer 30 is doped with a p-type impurity and an n-type impurity in order to form an npn transistor. 32 is formed. At this time,
n at the bottom of the epitaxially grown single crystal layer 30
The type impurity region 31 becomes a collector (FIG. 2h).

当該ドーピングは、フオトマスクを新たに用い
る必要はなく、単に不純物の深さのみをコントロ
ールすればnpnトランジスタが実現できる利点を
有する。当該コレクタ、ベース、エミツタ領域を
形成する手段としては、熱拡散による手法、不純
物イオンを高電圧で加速しイオン注入する手法が
あり、さらに、単結晶シリコン層30をエピタキ
シヤル成長する際にn型、p型、n型の不純物を
順次雰囲気中に含ませることによつても実現で
き、いずれの手段を採るのも自由である。
This doping has the advantage that it is not necessary to newly use a photomask, and an npn transistor can be realized by simply controlling the depth of the impurity. Methods for forming the collector, base, and emitter regions include a thermal diffusion method and a method of accelerating impurity ions at a high voltage and implanting them. , p-type, and n-type impurities can be sequentially included in the atmosphere, and any method can be used freely.

p型不純物領域4は、多結晶シリコン層7に少
なくとも接し、かつ単結晶もしくは単結晶に近い
シリコン層65に少なくとも接しないように設け
られる必要がある。この時不純物領域31および
n型不純物領域32が多結晶シリコン層7に接し
てもpn接合が生ずるのみであり、トランジスタ
特性を損うこはないが、エミツタベース間、コレ
クタ・ベース間の接合容量が増加すること、p型
不純物領域4と多結晶シリコン層7との接触抵抗
が増加することから、周波数特性を劣化させるた
めあまり好ましくない。かかる不純物領域の深さ
のコントロールは、熱処理の温度、時間を選択す
ることにより容易に行える。
P-type impurity region 4 needs to be provided so as to be at least in contact with polycrystalline silicon layer 7 and not at least in contact with single-crystal or near-single-crystal silicon layer 65. At this time, even if the impurity region 31 and the n-type impurity region 32 contact the polycrystalline silicon layer 7, only a pn junction is formed, and the transistor characteristics are not impaired, but the emitter-base and collector-base junction capacitances increase. Doing so increases the contact resistance between p-type impurity region 4 and polycrystalline silicon layer 7, which deteriorates the frequency characteristics, and is therefore not very preferable. The depth of the impurity region can be easily controlled by selecting the temperature and time of the heat treatment.

次に、通常のフオトエツチング技術を用いて単
結晶もしくは単結晶に近い層65表面の絶縁層5
3および絶縁層54の一部が選択的に除去され、
コンタクト穴82が形成される(第2図i)。
Next, the insulating layer 5 on the surface of the single-crystal or near-single-crystal layer 65 is etched using a normal photoetching technique.
3 and a portion of the insulating layer 54 are selectively removed,
A contact hole 82 is formed (FIG. 2i).

当該構造で、この後Al等の電極がエミツタと
なる不純物領域32表面およびコンタクトホール
82を覆う領域に形成され、バイポーラ・トラン
ジスタが形成される。
In this structure, an electrode such as Al is then formed on the surface of the impurity region 32 serving as an emitter and in a region covering the contact hole 82, thereby forming a bipolar transistor.

かかるバイポーラ・トランジスタの平面構造は
例えば第3図に示す如く、図に於いてX−Yを結
ぶ線に沿つた部分が第2図iに示す断面構造を有
している。かかるトランジスタは、ベース・コレ
クタ間、コレクタ・基板間の接合容量がトランジ
スタ動作を行う領域のみで生ずるため本質的に小
さく、またベース抵抗、コレクタ抵抗も小さいた
め高速動作ができることは明らかである。
The planar structure of such a bipolar transistor is, for example, as shown in FIG. 3, and the portion along the line connecting X--Y in the figure has the cross-sectional structure shown in FIG. 2i. It is clear that such a transistor can operate at high speed because the base-collector and collector-substrate junction capacitances occur only in the region where the transistor operates, and are essentially small, and the base resistance and collector resistance are also small.

なお、上記説明ではベースとなる不純物領域4
に多結晶シリコン層7を接触せしめ給電する手段
を採つたが、当該多結晶シリコン層の代りにタン
グステン、チタン、白金、モリブデン等の耐熱性
金属もしくはこれらのシリサイド物質を用いるこ
とは自由であり、ベース抵抗をさらに低減できる
利点がある。
Note that in the above description, the impurity region 4 serving as the base
A method of supplying power by bringing the polycrystalline silicon layer 7 into contact with the polycrystalline silicon layer was adopted, but heat-resistant metals such as tungsten, titanium, platinum, molybdenum, or silicide materials thereof may be freely used in place of the polycrystalline silicon layer. This has the advantage of further reducing base resistance.

また、上記説明では基板1から順にコレクタ、
ベース、エミツタを積層したバイポーラ・トラン
ジスタを例にしたが、本発明はエミツタ、ベース
コレクタの順に積層した場合に適用できることは
明らかである。
In addition, in the above explanation, the collector,
Although a bipolar transistor in which a base and an emitter are stacked is taken as an example, it is clear that the present invention can be applied to a case where an emitter and a base collector are stacked in this order.

なお、上記した説明では、バイポーラ・トラン
ジスタの構成材料としてシリコンを用いたが、当
該エミツタ領域をシリコンよりも広いバンド・ギ
ヤツプを有し、かつn型の導電型を有するGaP等
の化合物半導体を用いても良い。かかる半導体層
は例えばトリメチルガリウム、PH3、H2S系の雰
囲気中で700〜800℃の条件で形成出来る。
In the above explanation, silicon was used as the constituent material of the bipolar transistor, but the emitter region could be made of a compound semiconductor such as GaP, which has a wider band gap than silicon and has n-type conductivity. It's okay. Such a semiconductor layer can be formed, for example, in an atmosphere of trimethyl gallium, PH 3 , H 2 S at a temperature of 700 to 800°C.

特に、GaPは格子定数が5.45オングストローム
でシリコンの5.43オングストロームと良く合つて
おり、約1000Åの厚さであれば良質の層が形成で
きる。かかる構造のトランジスタは、エミツタか
らベースに注入される電荷の注入効率が増加する
ためより高速動作が実現できる。
In particular, GaP has a lattice constant of 5.45 angstroms, which matches well with silicon's lattice constant of 5.43 angstroms, and a high-quality layer can be formed with a thickness of approximately 1000 angstroms. A transistor with such a structure can achieve higher speed operation because the injection efficiency of charges injected from the emitter to the base increases.

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

第1図は、通常用いられるバイポーラ・トラン
ジスタの構造を説明するための断面概略図、第2
図は本発明の一実施例を説明するための図で各工
程図における半導体装置の断面を示す。第3図は
本発明の一実施例になるトランジスタ構造を説明
する平面図を示す。 図に於いて、1は第1の極性を有する半導体基
板、21,22は第2の極性を有する高濃度不純
物領域、31,32は第2の極性を有する不純物
領域、4は第1の極性を有する不純物領域、5,
51,52,53,54は絶縁層、6は多結晶シ
リコン層、65は単結晶シリコン層、7は電極
層、30は単結晶シリコン層をそれぞれ示す。
Figure 1 is a schematic cross-sectional diagram for explaining the structure of a commonly used bipolar transistor;
The figures are diagrams for explaining one embodiment of the present invention, and show cross sections of a semiconductor device in each process diagram. FIG. 3 shows a plan view illustrating a transistor structure according to an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a semiconductor substrate having a first polarity, 21 and 22 are high concentration impurity regions having a second polarity, 31 and 32 are impurity regions having a second polarity, and 4 is a semiconductor substrate having a first polarity. an impurity region having 5,
51, 52, 53, and 54 are insulating layers, 6 is a polycrystalline silicon layer, 65 is a single crystal silicon layer, 7 is an electrode layer, and 30 is a single crystal silicon layer, respectively.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 半導体基板上に第1の絶縁層を設け、次に、
前記第1の絶縁層を選択的に除去し、次に、第1
の導電性を有する多結晶もしくは非晶質の半導体
層を設け、次に、前記半導体層にレーザー光もし
くは電子ビームもしくはこれに類するエネルギー
線を照射し、前記半導体層を単結晶に近いもしく
は単結晶の単結晶化層となし、次に、前記単結晶
化層の前記半導体基板と接する部分を含む領域を
選択的に第2の絶縁層となし、もしくは、選択的
に除去し、次に、前記単結晶化層の表面を含む前
記半導体基板の表面に第3の絶縁層を設け、次
に、少くとも前記単結晶化層を一部覆う領域の前
記第3の絶縁層の表面に第2の導電性を有する単
結晶シリコンもしくは金属シリサイドからなる電
極層を選択的に設け、次に、少くとも前記電極層
の表面を含む前記半導体基板の表面に第4の絶縁
層を設け、次に、前記単結晶化層と前記電極層と
が少くとも重なる領域の一部に、前記第4の絶縁
層と前記電極層と前記第3の絶縁層とを順次選択
除去した孔を設け、次に、前記孔の内部にコレク
タ領域となる第1の導電性を有する単結晶半導体
層と、ベース領域となる第2の導電性を有する単
結晶半導体層と、エミツタ領域となる第1の導電
性を有する単結晶半導体層とを結晶成長させるこ
とにより、バイポーラ・トランジスタを形成する
工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方
法。
1. Provide a first insulating layer on a semiconductor substrate, then:
selectively removing the first insulating layer;
A polycrystalline or amorphous semiconductor layer having a conductivity of Then, a region of the single crystallized layer including a portion in contact with the semiconductor substrate is selectively formed into a second insulating layer or selectively removed. A third insulating layer is provided on the surface of the semiconductor substrate including the surface of the single crystallized layer, and then a second insulating layer is provided on the surface of the third insulating layer in a region that at least partially covers the single crystallized layer. An electrode layer made of conductive single crystal silicon or metal silicide is selectively provided, then a fourth insulating layer is provided on the surface of the semiconductor substrate including at least the surface of the electrode layer, and then the A hole is provided in a part of the region where the single crystallized layer and the electrode layer overlap at least by selectively removing the fourth insulating layer, the electrode layer, and the third insulating layer, and then the Inside the hole, a single-crystalline semiconductor layer with a first conductivity serves as a collector region, a single-crystalline semiconductor layer with a second conductivity serves as a base region, and a single-crystalline semiconductor layer with a first conductivity serves as an emitter region. 1. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the step of forming a bipolar transistor by growing a crystalline semiconductor layer.
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