JP2532384B2 - Bipolar transistor and its manufacturing method - Google Patents

Bipolar transistor and its manufacturing method

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JP2532384B2 JP61111767A JP11176786A JP2532384B2 JP 2532384 B2 JP2532384 B2 JP 2532384B2 JP 61111767 A JP61111767 A JP 61111767A JP 11176786 A JP11176786 A JP 11176786A JP 2532384 B2 JP2532384 B2 JP 2532384B2
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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は集積回路の製造の分野に関する。特定して云
えば、本発明はバイポーラ・トランジスタの構造とその
製法に関する。
FIELD OF THE INVENTION This invention relates to the field of integrated circuit manufacturing. Specifically, the present invention relates to bipolar transistor structures and fabrication methods.

従来の技術及び問題点 バイポーラ・トランジスタの高周波及び高速のデイジ
タル動作を妨げる1つの性質は、バイポーラ・トランジ
スタのベースとエミツタの間並びにベースとコレクタの
間の容量結合である。容量結合はそれぞれの接合の空乏
領域を介して発生する。この現象はよく知られており、
Sze著“Physics of Semiconductor Devices"第79頁乃至
第81頁(1981年)に説明されている。ベース・エミツタ
間接合がトランジスタの電流の流れを制御するから、大
抵のトランジスタは、ベース・エミツタ間接合の界面の
面積が最小になる様に作られる。この界面の面積は、互
いに接触しているベースとエミッタの領域である。簡単
な平行極板キヤパシタのモデルを使うと、接合の静電容
量の式は次の通りである。
PRIOR ART AND PROBLEMS One property that prevents high frequency and high speed digital operation of bipolar transistors is capacitive coupling between the base and emitter and between the base and collector of the bipolar transistor. Capacitive coupling occurs via the depletion region of each junction. This phenomenon is well known,
Sze, "Physics of Semiconductor Devices," pages 79-81 (1981). Since the base-emitter junction controls the current flow of the transistor, most transistors are made to minimize the area of the base-emitter interface. The area of this interface is the area of the base and emitter in contact with each other. Using a simple parallel-plate Capacitor model, the junction capacitance equation is:

C=ke0/A/d こゝでCが接合の静電容量であり、kがキヤパシタの
「極板」の間にある材料の比誘電率、e0が真空の誘電
率、Aが「極板」の面積、dが接合の空乏領域の幅であ
る。
C = ke 0 / A / d where C is the junction capacitance, k is the relative permittivity of the material between the “polar plates” of the capacitor, e 0 is the vacuum permittivity, and A is the “ The area of the "polar plate", d is the width of the depletion region of the junction.

このように接合の静電容量は、接合の面積に正比例
し、接合の空乏領域の幅に反比例する。この為、接合の
静電容量を減少する方法は3つある。即ち、接合材料又
は接合の一部分の比誘電率を減少すること、接合の面積
を減少すること、並びに接合の厚さを増加することであ
る。能動接合領域はバイポーラ・トランジスタを形成す
る半導体材料で構成しなければならないから、バイポー
ラ・トランジスタの全体的な接合(能動及び寄生)の比
誘電率を変えることは実際的でないのが普通である。そ
の為、接合の静電容量を減少する為には、有効接合の面
積を減少するか、実効的な接合の厚さを増加するか、寄
生接合領域の比誘電率を減少するかのいずれか又はそれ
らの組合せを採用しなければならない。
Thus, the capacitance of the junction is directly proportional to the area of the junction and inversely proportional to the width of the depletion region of the junction. Therefore, there are three methods to reduce the capacitance of the junction. Reducing the relative permittivity of the bonding material or a portion of the bond, reducing the area of the bond, and increasing the thickness of the bond. Since the active junction region must be composed of the semiconductor material forming the bipolar transistor, it is usually impractical to change the overall junction (active and parasitic) dielectric constant of the bipolar transistor. Therefore, in order to reduce the junction capacitance, either reduce the effective junction area, increase the effective junction thickness, or decrease the relative permittivity of the parasitic junction region. Or the combination of them must be adopted.

第1図は従来の縦形バイポーラ・トランジスタの側面
図である。埋込みコレクタ3が基板1内に形成される。
N型エピタキシヤル層が基板1の上に形成され、このエ
ピタキシヤル層内に分離酸化物領域2が形成される。ベ
ース領域5がエピタキシヤル領域4の上に形成され、エ
ミツタ領域6がベース領域5内に形成される。接点拡散
部9がベース接点8のオーミツク接触を可能にしてい
る。エミツタ接点7は直接エミツタ領域6と接触する。
この構造では、そして大抵の縦形バイポーラ・トランジ
スタでは、ベース・エミツタ間界面の面積がベース・コ
レクタ間界面の面積よりずつと小さい。その為、ベース
・コレクタ間静電容量を減少することにより、縦形バイ
ポーラ・トランジスタの全体的な寄生静電容量を最小限
に抑えることが出来る。従つて、本発明の目的は、縦形
バイポーラ・トランジスタのベース・コレクタ間静電容
量を最小限に抑えることである。
FIG. 1 is a side view of a conventional vertical bipolar transistor. A buried collector 3 is formed in the substrate 1.
An N-type epitaxial layer is formed on the substrate 1 and an isolation oxide region 2 is formed in the epitaxial layer. A base region 5 is formed on the epitaxial region 4, and an emitter region 6 is formed in the base region 5. The contact diffusion portion 9 enables the ohmic contact of the base contact 8. The emitter contact 7 is in direct contact with the emitter area 6.
In this structure, and in most vertical bipolar transistors, the area of the base-emitter interface is much smaller than the area of the base-collector interface. Therefore, the overall parasitic capacitance of the vertical bipolar transistor can be minimized by reducing the base-collector capacitance. Therefore, it is an object of the present invention to minimize the base-collector capacitance of a vertical bipolar transistor.

問題点を解決する為の手段及び作用 本発明のバイポーラ・トランジスタは、 絶縁体の上にベースを持つ構造を有するバイポーラ・
トランジスタであって、 第1の導電型の単結晶半導体材料コレクタ領域と、 該コレクタ領域に隣接して形成された第2の導電型の
均質的な単結晶半導体材料ベース領域と、 該ベース領域と前記コレクタ領域との間に配置され
た、外因性ベース全体を前記コレクタから実質的に分離
するとともに、前記ベース領域と前記コレクタ領域との
間の界面区域をなくさない絶縁体領域と、 多結晶シリコンから拡散により形成されるとともに前
記ベース領域内に形成された前記第1の導電型のエミッ
タ領域であって、前記コレクタ領域と接触しない前記エ
ミッタ領域とを含み、 前記外因性ベースと前記絶縁体領域との界面におい
て、前記外因性ベースが、前記絶縁体領域を越えて、実
質的に、はみ出さない。
Means and Actions for Solving Problems The bipolar transistor of the present invention is a bipolar transistor having a structure having a base on an insulator.
A first conductivity type single crystal semiconductor material collector region, a second conductivity type homogeneous single crystal semiconductor material base region formed adjacent to the collector region, and the base region. An insulator region disposed between the collector region and the extrinsic base that substantially separates the entire extrinsic base from the collector region and does not eliminate an interface area between the base region and the collector region; An emitter region of the first conductivity type formed by diffusion from silicon and formed in the base region, the emitter region not in contact with the collector region; and the extrinsic base and the insulator. At the interface with the region, the extrinsic base does not substantially extend beyond the insulator region.

本発明のバイポーラ・トランジスタ製造方法は、 絶縁体の上にベースを持つ構造を有する縦形バイポー
ラ・トランジスタを製造する方法であって、 前記トランジスタのコレクタとして作用する第1の導
電型の基板を用意する工程と、 前記基板と反応して絶縁体領域を形成する原子を、選
ばれた深さまで前記基板内に打込む工程と、 前記トランジスタの外因性ベースが形成される前記基
板の領域の上方に側壁誘電体を形成する工程と、 前記絶縁体領域を形成したのち、第2の導電型のドー
パント・イオンを前記基板内に打込んで、該打込まれた
ドーパント・イオンが前記側壁誘電体によってオフセッ
トされる前記外因性ベースの領域を有する前記ベースを
形成することにより、前記外因性ベースと前記絶縁体領
域との界面において前記外因性ベースが前記絶縁体領域
を越えて実質的にはみ出さないようにする工程と、 前記第1の導電型のイオンを前記基板内に打込んでエ
ミッタ領域を形成する工程と、を含む。
The bipolar transistor manufacturing method of the present invention is a method for manufacturing a vertical bipolar transistor having a structure having a base on an insulator, and a first conductivity type substrate acting as a collector of the transistor is prepared. Implanting atoms into the substrate to a selected depth to react with the substrate to form an insulator region, and sidewalls above the region of the substrate where the extrinsic base of the transistor is formed. Forming a dielectric and, after forming the insulator region, implanting dopant ions of a second conductivity type into the substrate, the implanted dopant ions being offset by the sidewall dielectric. By forming the base with a region of the extrinsic base that is Base and a step to avoid substantially protrude beyond said insulator region, and forming an emitter region by implanting ions of the first conductivity type in the substrate.

本発明に従つて構成される1実施例の縦形バイポーラ
・トランジスタでは、縦形バイポーラ・トランジスタの
中に酸素を打込んで、縦形バイポーラ・トランジスタの
寄生外因性ベース領域とコレクタの間に2酸化シリコン
層を設ける。この2酸化シリコン層がベース・コレクタ
間接合の実際の界面の面積を減少し、こうしてベース・
コレクタ間接合の静電容量を減少する。更に、2酸化シ
リコン層の厚さ並びに比誘電率は、つぎの様になつてい
る。すなわち2酸化シリコン層をはさむ静電容量従つて
ベースとコレクタの間の静電容量が、ベース・コレクタ
間接合自体によつて出来るベース・コレクタ間静電容量
に比べて極く小さくなる。これは、2酸化シリコンの比
誘電率が約3.9であつて、これは約11.7である結晶シリ
コンの比誘電率よりもずつと小さい為である。
In one embodiment of a vertical bipolar transistor constructed in accordance with the present invention, oxygen is implanted into the vertical bipolar transistor to form a silicon dioxide layer between the parasitic extrinsic base region and the collector of the vertical bipolar transistor. To provide. This silicon dioxide layer reduces the actual interface area of the base-collector junction, thus
The capacitance of the collector-collector junction is reduced. Further, the thickness and relative permittivity of the silicon dioxide layer are as follows. That is, the capacitance sandwiching the silicon dioxide layer, and hence the capacitance between the base and the collector, becomes extremely smaller than the capacitance between the base and collector formed by the base-collector junction itself. This is because the relative permittivity of silicon dioxide is about 3.9, which is smaller than that of crystalline silicon, which is about 11.7.

実 施 例 第2A図乃至第2H図は、本発明の1実施例に従つて、ベ
ース・コレクタ間静電容量を減少した縦形バイポーラ・
トランジスタを作るのに必要な処理工程を示す間略側面
図である。第2A図の拡散領域3は、周知の方法を用いて
P型基板1内に形成されたN+型拡散部である。第2B図
のシリコンのエピタキシヤル層10が、周知の方法を用い
て、基板1の表面の上に約1ミクロンの厚さになるまで
形成される。周知の方法を用いて、エピタキシヤル層10
の表面の上に、2酸化シリコン層11及び窒化シリコン層
12が形成され、そのパターンを定める。その後、エピタ
キシヤル層10を異方性エツチングにかけて、第2C図に示
す構造を作る。第2D図の2酸化シリコン層2をこの後約
975℃の温度でスチーム雰囲気内で約8時間熱成長させ
る。その後、周知の方法を用いて、窒化シリコン層12及
び2酸化シリコン層11を除去する。次に、950℃の温度
で酸素雰囲気内で約30分間に、2酸化シリコン層14を約
300Åの厚さになるまで熱成長させる。次に化学反応気
相成長により、多結晶シリコン層14aを約2,000Åの厚さ
に形成する。次に化学反応気相成長を用いて、窒化シリ
コン層13を約2,000Åの厚さに形成する。次に、化学反
応気相成長又はプラズマ・デポジツシヨンにより、2酸
化シリコン層13aを6,000乃至8,000Åの厚さにデポジツ
トする。次に、周知の方法を用いて、2酸化シリコン層
14、2酸化シリコン層13a、多結晶シリコン層14a及び窒
化シリコン層13のパターンを定め、異方性エツチングに
かける。次に、エピタキシヤル層10を、約300キロ電子
ボルトのエネルギ並びに6E17(6×1017)イオン/cm2
密度の酸素イオン(O2)のイオン打込みにかける。この
酸素の打込みの後、2酸化シリコン層14に目立つほどの
アンダーカツトを作ることなく稠密化(デンシフアイ)
していない2酸化シリコン層13aを選択的にエツチすべ
き希釈10%弗化水素酸によるウエツトエツチングによつ
て、2酸化シリコン層13aを除去する。酸素の打込みは
分離領域2に対して何の影響もない。約1,150℃で約2
時間酸素イオンの打込み部をアニール処理すると、この
打込酸素は第2F図の2酸化シリコン領域15を形成する。
これはエピタキシヤル層10の表面より約4,000Å下方で
ある。次に、エピタキシヤル層10の露出した表面の上
に、約1,500Åの厚さになるまで、保護2酸化シリコン
層15aを熱成長させる。
Example FIG. 2A to FIG. 2H show a vertical bipolar transistor having a reduced base-collector capacitance according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic side view showing the process steps required to make a transistor. The diffusion region 3 in FIG. 2A is an N + type diffusion portion formed in the P type substrate 1 using a well-known method. The epitaxial layer 10 of silicon in FIG. 2B is formed on the surface of the substrate 1 using known methods to a thickness of about 1 micron. The epitaxial layer 10 is formed using a well-known method.
Silicon oxide layer 11 and silicon nitride layer on the surface of
12 are formed and define the pattern. Thereafter, the epitaxial layer 10 is subjected to anisotropic etching to form the structure shown in FIG. 2C. The silicon dioxide layer 2 in FIG.
Thermally grow for about 8 hours in a steam atmosphere at a temperature of 975 ° C. After that, the silicon nitride layer 12 and the silicon dioxide layer 11 are removed by using a known method. Next, the silicon dioxide layer 14 is exposed to about 90 minutes in an oxygen atmosphere at a temperature of 950 ° C.
Thermally grow to a thickness of 300Å. Next, the polycrystalline silicon layer 14a is formed to a thickness of about 2,000Å by chemical reaction vapor deposition. Next, using chemical reaction vapor deposition, the silicon nitride layer 13 is formed to a thickness of about 2,000Å. Next, the silicon dioxide layer 13a is deposited to a thickness of 6,000 to 8,000Å by chemical reaction vapor deposition or plasma deposition. Next, using a known method, a silicon dioxide layer is formed.
14, the patterns of the silicon dioxide layer 13a, the polycrystalline silicon layer 14a and the silicon nitride layer 13 are defined and subjected to anisotropic etching. The epitaxial layer 10 is then subjected to an implantation of oxygen ions (O 2 ) with an energy of about 300 kiloelectron volts and a density of 6E17 (6 × 10 17 ) ions / cm 2 . After the implantation of oxygen, the silicon dioxide layer 14 is densified without forming a noticeable undercut (densif eye).
The silicon dioxide layer 13a is removed by wet etching with diluted 10% hydrofluoric acid to selectively etch the silicon dioxide layer 13a which has not been formed. The implantation of oxygen has no effect on the separation region 2. About 2 at about 1,150 ℃
When the oxygen ion implanted portion is annealed, this implanted oxygen forms the silicon dioxide region 15 in FIG. 2F.
This is about 4,000Å below the surface of the epitaxial layer 10. Next, a protective silicon dioxide layer 15a is thermally grown on the exposed surface of the epitaxial layer 10 to a thickness of about 1,500Å.

次に第2F図の構造に約50キロ電子ボルトのエネルギ及
び約1E15イオン/cm2の密度を持つ硼素イオンの打込みを
行なう。その後、燐酸溶液を用いて、窒化シリコン層13
を除去する。その後、選択的な湿式エツチングにより、
又は例えば4弗化炭素−酸素プラズマ内での選択的なプ
ラスマ・エツチングにより、多結晶シリコン層14aを除
去する。次に、約50乃至70キロ電子ボルトのエネルギ及
び約1E13乃至1E14イオン/cm2の密度で2回目の硼素の打
込みを実施する。その後、こういう硼素イオンの打込み
部のドライブイン工程を行い、第2G図のP+型領域16及
びP型ベース領域17を形成し、2酸化シリコン領域15の
上にもベース領域を形成するようにして、絶縁体の上に
ベースを持つ構造を作る。10%弗化水素酸溶液内でのウ
エツトエツチングにより、2酸化シリコン層15aの実質
的な部分を残して2酸化シリコン層14を除去する様にす
る。次に、燐又砒素イオンの様な適当なドーパントを打
込むことにより、エピタキシヤル層10の表面にN+型領
域18を形成して、第2H図の構造を作る。次に、周知の方
法を用いて、コレクタ拡散部3及び外因性ベース領域16
に対して接点(図に示してない)をつける。この構造
は、外因性ベース・コレクタ間接合に於ける比誘電率を
減少することにより、ベースとコレクタの間の寄生静電
容量を制限する。
Next, the structure shown in FIG. 2F is implanted with boron ions having an energy of about 50 kiloelectron volts and a density of about 1E15 ions / cm 2 . Then, using a phosphoric acid solution, the silicon nitride layer 13
Is removed. After that, by selective wet etching,
Alternatively, the polycrystalline silicon layer 14a is removed by, for example, selective plasma etching in a carbon tetrafluoride-oxygen plasma. Next, a second boron implant is performed at an energy of about 50 to 70 kiloelectron volts and a density of about 1E13 to 1E14 ions / cm 2 . After that, a drive-in process of the boron ion implantation portion is performed to form the P + type region 16 and the P type base region 17 of FIG. 2G, and the base region is also formed on the silicon dioxide region 15. Make a structure that has a base on top of the insulator. By wet etching in a 10% hydrofluoric acid solution, the silicon dioxide layer 14 is removed while leaving a substantial portion of the silicon dioxide layer 15a. Next, an N + type region 18 is formed on the surface of the epitaxial layer 10 by implanting a suitable dopant such as phosphorous or arsenic ions to form the structure of FIG. 2H. Next, the collector diffusion 3 and the extrinsic base region 16 are formed using a known method.
Attach a contact (not shown) to. This structure limits the parasitic capacitance between the base and collector by reducing the dielectric constant at the extrinsic base-collector junction.

第3A図乃至第3D図は本発明の別の実施例を形成するの
に必要な処理工程を示す簡略側面図である。本実施例は
同様なセルフアライン方法であるが、多結晶シリコンエ
ミツタの構造を作る。低圧化学反応気相成長により、多
結晶シリコン層20を約2,000Åの厚さに形成する。次に
2酸化シリコン領域21を約300Åの厚さに熱成長させ
る。低圧化学反応気相成長により、窒化シリコン層22を
2,000乃至3,000Åの厚さに形成する。プラズマ・デポジ
ツシヨン又は化学反応気相成長により、2酸化シリコン
層23を約6,000乃至8,000Åの厚さに形成する。次に、周
知の方法を用いて、これらの層のパターンを定めて異方
性エツチングにかけ、第3A図に示す構造を作る。次に、
エピタキシヤル層10の表面の上に、低圧化学気相成長に
より、厚さ約3,000Åの2酸化シリコン層(図に示して
いない)をデポジツトする。次にこの2酸化シリコン層
(図面に示してない)を異方性エツチングにかけて、側
壁酸化物層24を形成する。次に第3A図の構造を、約300
キロ電子ボルトのエネルギ及び約6E17原子/cm2の密度の
酸素イオン(O2)の打込みにかける。このイオン打込部
をアニール処理して、第3B図の2酸化シリコン領域15を
作る。次に、10%希釈弗化水素酸を用いて、側壁酸化物
層24及びプラズマ酸化物層22を選択的にエツチする。次
に、2酸化シリコン層25を熱酸化によつて約1,500Åの
厚さに形成する。重要なことは、2酸化シリコン層21
が、2酸化シリコン層25の厚さよりもずつと薄い300Å
の厚さを持つことである。次に第3B図の構造を、約70キ
ロ電子ボルトのエネルギ及び約1E15イオン/cm2の密度の
硼素イオンの打込みにかける。燐酸中のウエツトエツチ
ングの様に、2酸化シリコンをエツチングせずに窒化シ
リコンを選択的に除去するエツチング方法を用いて、窒
化シリコン層22(第3B図)を除去する。次に、10%希釈
弗化水素酸溶液中のウエツトエツチングにより、2酸化
シリコン層21を除去する。エツチング期間は、酸化物層
21を除去するのに十分であるが、2酸化シリコン層25の
実質的な部分を残す様に選ばれる。この為、多結晶シリ
コン領域20が露出する。
Figures 3A through 3D are simplified side views showing the process steps necessary to form another embodiment of the present invention. This embodiment uses a similar self-aligning method, but produces a polycrystalline silicon emitter structure. A polycrystalline silicon layer 20 is formed to a thickness of about 2,000Å by low pressure chemical reaction vapor deposition. Next, the silicon dioxide region 21 is thermally grown to a thickness of about 300Å. The silicon nitride layer 22 is formed by low pressure chemical reaction vapor deposition.
Form to a thickness of 2,000 to 3,000Å. A silicon dioxide layer 23 is formed to a thickness of about 6,000 to 8,000Å by plasma deposition or chemical reaction vapor deposition. The layers are then patterned using known methods and subjected to anisotropic etching to produce the structure shown in Figure 3A. next,
A layer of silicon dioxide (not shown) having a thickness of about 3,000Å is deposited on the surface of the epitaxial layer 10 by low pressure chemical vapor deposition. The silicon dioxide layer (not shown) is then anisotropically etched to form sidewall oxide layer 24. Next, change the structure shown in Fig. 3A to approximately 300
It is subjected to implantation of oxygen ions (O 2 ) having an energy of kiloelectron volts and a density of about 6E17 atoms / cm 2 . This ion-implanted portion is annealed to form the silicon dioxide region 15 shown in FIG. 3B. Next, sidewall oxide layer 24 and plasma oxide layer 22 are selectively etched using 10% diluted hydrofluoric acid. Next, a silicon dioxide layer 25 is formed by thermal oxidation to a thickness of about 1,500Å. The important thing is the silicon dioxide layer 21
However, it is 300 Å thinner than the thickness of the silicon dioxide layer 25.
Is to have a thickness of. Next the structure of FIG. 3B is subjected to implantation of energy and about 1E15 ions / cm 2 in density of boron ions 70 keV. The silicon nitride layer 22 (FIG. 3B) is removed using an etching method that selectively removes silicon nitride without etching silicon dioxide, such as wet etching in phosphoric acid. Next, the silicon dioxide layer 21 is removed by wet etching in a 10% diluted hydrofluoric acid solution. Oxide layer during etching
Sufficient to remove 21 but is chosen to leave a substantial portion of silicon dioxide layer 25. Therefore, the polycrystalline silicon region 20 is exposed.

第3C図の構造を、約50キロ電子ボルトのエネルギ及び
約1E15乃至1E16イオン/cm2の密度を持つ硼素イオンの様
なN型ドーパント・イオンの打込みにかける。このイオ
ン打込部をアニール処理して、第3D図の非常に浅いN+
型エミツタ領域26を作ると共に、P+型領域16のドライ
ブインを行う。更に、このイオンの打込みが、多結晶シ
リコン領域20を強くドープして、多結晶シリコン領域20
の比抵抗を無視し得る値にまで下げる。次に約140キロ
電子ボルトのエネルギ及び約1E13乃至1E14イオン/cm2
密度で硼素イオンの打込みを実施し、それを焼鈍(アニ
ール処理)してベース領域17を作る。周知の方法を用い
て、2酸化シリコン領域25内にベース接点27用の開口を
エツチする。周知の方法により、コレクタ拡散部3に対
する接点(図面に示してない)をつける。
The structure of Figure 3C is subjected to implantation of N-type dopant ions such as boron ions having a density of energy and about 1E15 to 1E16 ions / cm 2 to about 50 keV. This ion-implanted part is annealed to obtain the very shallow N + in Fig. 3D.
The mold emitter region 26 is formed and the P + type region 16 is driven in. Further, this ion implantation strongly doped the polycrystalline silicon region 20,
The specific resistance of is lowered to a negligible value. Next, boron ions are implanted at an energy of about 140 kiloelectron volts and a density of about 1E13 to 1E14 ions / cm 2 , and the base regions 17 are annealed. An opening for the base contact 27 is etched into the silicon dioxide region 25 using known methods. A contact (not shown) to the collector diffusion 3 is provided by a known method.

こうしてセルフアライン方法を用いて、2酸化シリコ
ン領域15を持つトランジスタ50が形成される。2酸化シ
リコン領域15がベース・コレクタ間接合の静電容量を減
少する。その理由は前述の通りである。
Thus, the transistor 50 having the silicon dioxide region 15 is formed by using the self-alignment method. Silicon dioxide region 15 reduces the base-collector junction capacitance. The reason is as described above.

発明の効果 本発明は縦形バイポーラ・トランジスタのベース・コ
レクタ間の静電容量を減少すると云う技術的な利点を持
つている。この静電容量の減少により、この発明に従つ
て作られた縦形バイポーラ・トランジスタを一層高い周
波数で動作させると共に、デイジタル形電子回路に使つ
た時、一層高速度で動作させることが出来る。
The present invention has the technical advantage of reducing the base-collector capacitance of a vertical bipolar transistor. This reduction in capacitance allows vertical bipolar transistors made in accordance with the present invention to operate at higher frequencies and at higher speeds when used in digital electronic circuits.

以上の説明に関連して更に下記の項を開示する。 The following section is further disclosed in connection with the above description.

(1) 絶縁体の上にベースを持つ構造を有するバイポ
ーラ・トランジスタに於て、第1の導電型のコレクタ領
域と、該コレクタ領域に隣接して形成された第2の導電
型のベース領域と、該ベース領域及びコレクタ領域の間
に配置されていて、該ベース領域及びコレクタ領域の間
の界面区域をなくしはしないが減少する絶縁体領域と、
前記ベース領域内に形成された前記第1の導電型のエミ
ツタ領域とを有し、該エミツタ領域が前記コレクタ領域
と接触していないバイポーラ・トランジスタ。
(1) In a bipolar transistor having a structure having a base on an insulator, a collector region of a first conductivity type and a base region of a second conductivity type formed adjacent to the collector region. An insulator region disposed between the base region and the collector region that reduces, but does not eliminate, the interfacial area between the base region and the collector region,
A bipolar transistor having an emitter region of the first conductivity type formed in the base region, the emitter region not in contact with the collector region.

(2) 第(1)項に記載したバイポーラ・トランジス
タに於て、前記絶縁体領域が2酸化シリコン領域である
バイポーラ・トランジスタ。
(2) The bipolar transistor according to the item (1), wherein the insulator region is a silicon dioxide region.

(3) 第(2)項に記載したバイポーラ・トランジス
タに於て、前記2酸化シリコン領域が結晶シリコンに酸
素を打込むことによつて形成されるバイポーラ・トラン
ジスタ。
(3) The bipolar transistor according to the item (2), wherein the silicon dioxide region is formed by implanting oxygen into crystalline silicon.

(4) 第(1)項に記載したバイポーラ・トランジス
タに於て、前記第1の導電型がN型であり、前記第2の
導電型がP型であるバイポーラ・トランジスタ。
(4) The bipolar transistor according to the item (1), wherein the first conductivity type is N-type and the second conductivity type is P-type.

(5) 絶縁体の上にベースを持つ構造を有するバイポ
ーラ・トランジスタに於て、第1の導電型の基板と、該
基板内に形成された第2の導電型のサブコレクタ領域
と、前記基板の表面に、前記サブコレクタと接触して形
成された前記第2の導電型エピタキシヤル層と、該エピ
タキシヤル層内に前記コレクタ領域に隣接して形成され
た前記第1の導電型のベース領域と、該ベース領域及び
前記コレクタ領域の間に配置されていて、前記ベース領
域及びコレクタ領域の間の界面の面積をなくさないが減
少する絶縁体領域と、前記ベース領域内に形成された前
記第2の導電型のエミツタ領域とを有し、該エミツタ領
域が前記コレクタ領域と接触していないバイポーラ・ト
ランジスタ。
(5) In a bipolar transistor having a structure having a base on an insulator, a first conductivity type substrate, a second conductivity type subcollector region formed in the substrate, and the substrate. The second conductivity type epitaxial layer formed on the surface of the substrate in contact with the sub-collector, and the first conductivity type base region formed in the epitaxial layer adjacent to the collector region. An insulator region that is disposed between the base region and the collector region and that reduces an area of an interface between the base region and the collector region but does not reduce the area; and the insulator region formed in the base region. A bipolar transistor having a second conductivity type emitter region, wherein the emitter region is not in contact with the collector region.

(6) 第(5)項に記載したバイポーラ・トランジス
タに於て、前記第1の導電型がP型であり、前記第2の
導電型がN型であるバイポーラ・トランジスタ。
(6) The bipolar transistor according to the item (5), wherein the first conductivity type is P-type and the second conductivity type is N-type.

(7) 第(5)項に記載したバイポーラ・トランジス
タに於て、前記絶縁体領域が2酸化シリコン領域である
バイポーラ・トランジスタ。
(7) The bipolar transistor according to the item (5), wherein the insulator region is a silicon dioxide region.

(8) 第(7)項に記載したバイポーラ・トランジス
タに於て、前記2酸化シリコン領域が結晶シリコンに酸
素を打込むことによつて形成されるバイポーラ・トラン
ジスタ。
(8) The bipolar transistor according to the item (7), wherein the silicon dioxide region is formed by implanting oxygen into crystalline silicon.

(9) 絶縁体の上にベースを持つ構造を有する縦形バ
イポーラ・トランジスタを製造する方法に於て、 前記トランジスタのコレクタとして作用する第1の導
電型を持つ基板を用意し、 該基板と反応して絶縁体領域を形成する原子を前記基
板内に選ばれた深さまで打込み、 第2の導電型を持つドーパント・イオンを前記基板に
打込んでベース領域を形成し、 前記第1の導電型のイオンを前記基板内に打込んでエ
ミツタ領域を形成する工程を含む方法。
(9) In a method of manufacturing a vertical bipolar transistor having a structure having a base on an insulator, a substrate having a first conductivity type which acts as a collector of the transistor is prepared and reacted with the substrate. Atoms forming an insulator region into the substrate to a selected depth, and dopant ions having a second conductivity type are implanted into the substrate to form a base region, A method comprising implanting ions into the substrate to form an emitter region.

(10) 第(9)項に記載した方法に於て、前記第1の
導電型がN型であり、前記第2の導電型がP型である方
法。
(10) The method according to the item (9), wherein the first conductivity type is N type and the second conductivity type is P type.

(11) 第(9)項に記載した方法に於て、前記原子が
酸素原子である方法。
(11) The method according to the item (9), wherein the atom is an oxygen atom.

(12) 第(9)項に記載した方法に於て、前記基板が
結晶シリコンである方法。
(12) The method according to the item (9), wherein the substrate is crystalline silicon.

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

第1図は従来の縦形バイポーラ・トランジスタの構造を
示す簡略側面図、第2A図乃至第2H図は本発明の1実施例
を構成するのに必要な処理工程を示す簡略側面図、第3A
図乃至第3D図は本発明の別の実施例を作るのに必要な処
理工程を示す簡略側面図である。 主な符号の説明 3:コレクタ拡散領域 15:2酸化シリコン領域(絶縁体領域) 16,17:P+及びP型領域(ベース領域) 18,26:N+型領域(エミツタ領域)
FIG. 1 is a simplified side view showing the structure of a conventional vertical bipolar transistor, and FIGS. 2A to 2H are simplified side views showing the processing steps necessary for constructing one embodiment of the present invention.
Figures 3 through 3D are simplified side views showing the processing steps required to make another embodiment of the present invention. Explanation of main symbols 3: Collector diffusion region 15: 2 Silicon oxide region (insulator region) 16,17: P + and P type region (base region) 18,26: N + type region (emitter region)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−126961(JP,A) 特開 昭53−39889(JP,A) 特開 昭59−87865(JP,A) 特開 昭60−97670(JP,A) 特開 昭61−234563(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-56-126961 (JP, A) JP-A-53-39889 (JP, A) JP-A-59-87865 (JP, A) JP-A-60- 97670 (JP, A) JP 61-234563 (JP, A)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】絶縁体の上にベースを持つ構造を有するバ
イポーラ・トランジスタにおいて、 第1の導電型の単結晶半導体材料コレクタ領域と、 該コレクタ領域に隣接して形成された第2の導電型の均
質的な単結晶半導体材料ベース領域と、 該ベース領域と前記コレクタ領域との間に配置された、
外因性ベース全体を前記コレクタから実質的に分離する
とともに、前記ベース領域と前記コレクタ領域との間の
界面区域をなくさない絶縁体領域と、 多結晶シリコンから拡散により形成されるとともに前記
ベース領域内に形成された前記第1の導電型のエミッタ
領域であって、前記コレクタ領域と接触しない前記エミ
ッタ領域とを含み、 前記外因性ベースと前記絶縁体領域との界面において、
前記外因性ベースが、前記絶縁体領域を越えて、実質的
に、はみ出さない、バイポーラ・トランジスタ。
1. A bipolar transistor having a structure having a base on an insulator, wherein a collector region of a single crystal semiconductor material of a first conductivity type and a second conductivity type formed adjacent to the collector region. A homogenous single crystal semiconductor material base region, disposed between the base region and the collector region,
An insulator region that substantially separates the entire extrinsic base from the collector and does not eliminate the interfacial area between the base region and the collector region; and the base region formed by diffusion from polycrystalline silicon. An emitter region of the first conductivity type formed therein, the emitter region not in contact with the collector region, and at an interface between the extrinsic base and the insulator region,
A bipolar transistor in which the extrinsic base substantially does not extend beyond the insulator region.
【請求項2】絶縁体の上にベースを持つ構造を有する縦
形バイポーラ・トランジスタを製造する方法において、 前記トランジスタのコレクタとして作用する第1の導電
型の基板を用意する工程と、 前記基板と反応して絶縁体領域を形成する原子を、選ば
れた深さまで前記基板内に打込む工程と、 前記トランジスタの外因性ベースが形成される前記基板
の領域の上方に側壁誘電体を形成する工程と、 前記絶縁体領域を形成したのち、第2の導電型のドーパ
ント・イオンを前記基板内に打込んで、該打込まれたド
ーパント・イオンが前記側壁誘電体によってオフセット
される前記外因性ベースの領域を有する前記ベースを形
成することにより、前記外因性ベースと前記絶縁体領域
との界面において前記外因性ベースが前記絶縁体領域を
越えて実質的にはみ出さないようにする工程と、 前記第1の導電型のイオンを前記基板内に打込んでエミ
ッタ領域を形成する工程と、 を含む方法。
2. A method of manufacturing a vertical bipolar transistor having a structure having a base on an insulator, comprising: providing a substrate of a first conductivity type that acts as a collector of the transistor; and reacting with the substrate. Implanting atoms to form a dielectric region into the substrate to a selected depth, and forming a sidewall dielectric above the region of the substrate where the extrinsic base of the transistor is formed. , After forming the insulator region, implanting dopant ions of a second conductivity type into the substrate such that the implanted dopant ions are offset by the sidewall dielectric. By forming the base having a region, the extrinsic base actually extends beyond the insulator region at the interface between the extrinsic base and the insulator region. Qualitatively preventing it from squeezing out, and implanting ions of the first conductivity type into the substrate to form an emitter region.
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