| 主权项 |
1.一种半导体装置,其系包括: 设于基材之一部分上之单结晶基层; 设于上述基材之其它部分之绝缘层; 以磊晶生长法形成于上述基层之上方,并且具有其 组成分子式以Si1-x1-y1Gex1Cy1(0<x1<1,0≦y1<1)表示之半 导体层; 以磊晶生长法形成于上述基层和上述半导体层之 间,并且具有其组成形式以Si1-x2-y2Gex2Cy2(0≦x2<1,0≦ y2<1,1-x2-y2>1-x1-y1)表示之缓冲层; 形成于上述绝缘层上,包含其成分实际上与上述缓 冲层相同之第一半导体膜;及其成分实际上与上述 半导体层相同之第二半导体膜之多结晶半导体层; 上述第一半导体膜之膜厚较上述缓冲层薄,上述第 二半导体膜之膜厚与上述半导体层相同。 2.如申请专利范围第1项所记载之半导体装置,其中 : 上述单结晶基层为矽层。 3.如申请专利范围第2项所记载之半导体装置,其中 : 上述半导体层为SiGe层或SiGeC层; 上述缓冲层为矽层为SiGe层; 上述多结晶半导体层,至少含有SiGe。 4.如申请专利范围第3项所记载之半导体装置,其中 : 上述基层为集极层; 上述半导体层之至少一部分为基极层; 上述多结晶半导体层至少为基极引出电极之一部 分; 上述半导体装置作为具有异质结合双载子电晶体 之功能之半导体装置。 5.如申请专利范围第4项所记载之半导体装置,其中 : 上述多结晶半导体层,至少系MIS电晶体之闸电极之 一部分; 上述半导体装置具有作为BiCMOS器件之功能之半导 体装置。 6.如申请专利范围第1到第5项中之任何一项所记载 之半导体装置,其中: 上述缓冲层之厚度于2nm以上20nm以下。 7.一种半导体装置之制造方法,其中包括: 工序(a),进行具有其组成分子式以Si1-x3-y3Gex3Cy3(0≦ x3<1,0≦y3<1)表示之单结晶之基层,和具有绝缘层之 基材之预先清除工作; 工序(b),接着上述工序(a),于上述单结晶之基层上, 形成其组成分子式以Si1-x2-y2Gex2Cy2(0≦x2<1,0≦y2<1) 表示之缓冲层之同时,于上述绝缘层上沉积其成分 实际上与上述缓冲层相同之第一多结晶半导体层; 工序(c),接着上述工序(b),于上述缓冲层上,形成其 组成分子式以Si1-x1-y1Gex1Cy1(0<x1<1,0≦y1<1)表示之半 导体层,同时于上述绝缘层之上方沉积覆盖上述第 一多结晶半导体层,并且其成分实际上与上述半导 体层相同之第二多结晶半导体层; 上述半导体层之组成分子式和上述缓冲层之组成 分子式之间有以式(1-x2-y2>1-x1-y1)表示之关系。 8.如申请专利范围第7项所记载之半导体装置之制 造方法,其中: 于上述工序(b)下,上述第一多结晶半导体基本形成 为连续之一张膜状。 9.如申请专利范围第7项所记载之半导体装置之制 造方法,其中: 将上述工序(b)于比上述工序(c)温度来得低之情况 下进行。 10.如申请专利范围第9项所记载之半导体装置之制 造方法,其中: 上述工序(b)和工序(c)之间之温差于10℃以上100℃ 以下之范围内。 11.如申请专利范围第7到第10项中之任何一项所记 载之半导体装置之制造方法,其中: 上述工序(a),保持半导体装置高温一定时间后,使 其下降到进行上述工序(b)之温度; 于上述工序(a)中之上述降温过程中,进行为了于上 述绝缘层上进行上述工序(c)中之第一或第二多结 晶半导体层之磊晶生长之核生长。 12.如申请专利范围第7到第10项中之任何一项所记 载之半导体装置之制造方法,其中: 上述半导体层为SiGe层、或SiGeC层; 上述缓冲层为矽层。 13.如申请专利范围第7到第10项中之任何一项所记 载之半导体装置之制造方法,其中: 上述基层为集电层; 上述半导体层之至少一部分为基极层; 上述第一、第二多结晶半导体层为基极引出电极 之至少一部分; 上述半导体装置之制造方法,形成作为具有异质结 合双载子电晶体之功能之半导体装置。 14.如申请专利范围第13项所记载之半导体装置之 制造方法,其中: 上述第一、第二多结晶半导体层至少为MIS电晶体 之一部分; 上述半导体装置之制造方法,形成作为具有BiCMOS器 件功能之半导体装置。 15.如申请专利范围第7到第10项中之任何一项所记 载之半导体装置之制造方法,其中: 上述工序(b)及工序(c),于超高真空状态下进行。 16.如申请专利范围第7到第10项中之任何一项所记 载之半导体装置之制造方法,其中: 上述工序(b)及工序(c),于温度为400℃以上650℃以下 之范围内进行。 图式简单说明: 图1为一剖视图,示出了本发明之每个实施形态中 共用之半导体装置SiGe-HBT之断面。 图2(a)~图2(c)为剖视图,示出了本发明之第2实施形 态中之SiGe-HBT之制造工序之前半部分之断面。 图3(a)~图3(c)为剖视图,示出了本发明之第2实施形 态中之SiGe-HBT之制造工序之后半部分之断面。 图4为一截面图,示出了沿在图1中之Ⅳ-Ⅳ线剖开后 之剖面上之概括构成,和往纵方向之Ge含有率之概 略构成。 图5为本发明之第1实施形态中之SiGe磊晶生长之标 准处理时序之图。 图6系第1实施形态中之比较SiGe磊晶生长膜之生长 速度和Si磊晶生长膜之生长速度与晶片温度之互 相依赖性之图。 图7为对由本发明之第1实施形态所制造之SiGe-HBT之 最高遮断频率特性进行模拟结果之图。 图8系按照本发明实际制造成之SiGe-HBT样品时,有Si 缓冲层7d时和没有它之时之高频率特性之实际测 量値之相差之比较之图。 图9为本发明之第2实施形态中之SiGe磊晶生长之标 准处理时序之图。 图10为示出Si磊晶生长膜之生长速度之晶片温度之 依靠性图。 图11为以生长温度作为参数示出了Si磊晶生长膜之 生长速度之原料气体流量之依靠性图。 图12为本发明之第4实施形态中第1例之SiGe磊晶生 长之标准处理程序图。 图13为本发明之第4实施形态中第2例之SiGe磊晶生 长之标准处理程序之图。 图14(a)~图14(f)为截面图,示出了使用习知之选择SiGe 磊晶生长技术之SiGe-HBT有代表性之制造方法之断 面图。 图15为截面图,示出了SiGe-SiGe层107在图14(f)中之沿XV -XV线剖开后之剖面上之概括构成,以及往纵方向之 Ge含有率之概略构成。 图16为习知之SiGe磊晶生长之标准处理时序之图。 图17(a)为使用非选择磊晶生长技术所形成之习知 之SiGe磊晶生长膜之断面SEM照片,图17(b)为本发明使 用非选择磊晶生长技术所形成之SiGe磊晶生长膜之 断面SEM照片。 图18为示意图,示出了SiGe磊晶生长膜上、Si磊晶生 长膜上、绝缘膜上之多结晶Si膜以及多结晶SiGe膜 之原料气体供给充填时间和生长膜厚度之关系。 |
