JP2646872B2 - Manufacturing method of bipolar transistor - Google Patents

Manufacturing method of bipolar transistor

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JP2646872B2 JP3039696A JP3969691A JP2646872B2 JP 2646872 B2 JP2646872 B2 JP 2646872B2 JP 3039696 A JP3039696 A JP 3039696A JP 3969691 A JP3969691 A JP 3969691A JP 2646872 B2 JP2646872 B2 JP 2646872B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、バイポーラトランジス
タの製造方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a bipolar transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般的にバイポーラトランジスタは、遮
断周波数fT 及びコレク・タベース間接合容量CJC等に
より、そのスイッチングスピードが決定される。この遮
断周波数fT をキャリア走行時間として表すと、下記
(1)式にて表される。
BACKGROUND ART Generally, bipolar transistor, the cutoff frequency f T and the collection-database junction capacitance C JC like, its switching speed is determined. If the cutoff frequency f T is expressed as a carrier traveling time, it is expressed by the following equation (1).

【0003】 1/(2πfT )=τe +τb +τx +τc …(1) 但し、τe はエミッタ・ベース接合の充放電時定数、τ
b はベース領域に蓄積される少数キャリアの時定数、τ
x はコレクタ空乏層を走行するキャリアの時間、τc
ベース・コレクタ空乏層の充放電時定数である。なお、
この(1)式においては、低電流域ではτe が支配的で
あり、高電流域ではτb が支配的である。
1 / (2πf T ) = τ e + τ b + τ x + τ c (1) where τ e is a charge / discharge time constant of the emitter-base junction, τ
b is the time constant of the minority carrier accumulated in the base region, τ
x is time of carriers traveling collector depletion layer, the tau c is the charge and discharge time constant of the base-collector depletion layer. In addition,
In the equation (1), τ e is dominant in the low current region, and τ b is dominant in the high current region.

【0004】図4(a)は従来のバイポーラトランジス
タの一例の断面図、図4(b)は図4(a)のE点及び
F点を通る線にそった不純物濃度分布を示す図である。
FIG. 4A is a cross-sectional view of an example of a conventional bipolar transistor, and FIG. 4B is a diagram showing an impurity concentration distribution along a line passing through points E and F in FIG. 4A. .

【0005】図4(a)に示すように、高濃度のN型不
純物を有するN+型コレクタ領域51は、半導体基板上
に形成され、その上にエピタキシャル法により低濃度の
N型不純物を有するN- 型コレクタ領域52が形成され
ている。P型ベース領域53はこのN- 型コレクタ領域
52の表面に選択的に形成されており、更に、N型エミ
ッタ領域54はこのP型ベース領域53の表面に選択的
に形成されている。そして、この半導体基板の表面には
絶縁膜55と、この絶縁膜55に選択的に形成された開
口部を埋め込むようにして、夫々ベース電極57及びエ
ミッタ電極56が形成されている。
As shown in FIG. 4A, an N + -type collector region 51 having a high concentration of N-type impurities is formed on a semiconductor substrate, and has a low concentration of N-type impurities thereon by an epitaxial method. An N type collector region 52 is formed. P-type base region 53 is selectively formed on the surface of N -type collector region 52, and N-type emitter region 54 is selectively formed on the surface of P-type base region 53. An insulating film 55 and a base electrode 57 and an emitter electrode 56 are formed on the surface of the semiconductor substrate so as to fill an opening selectively formed in the insulating film 55.

【0006】このように構成された従来のバイポーラト
ランジスタにおいては、各活性領域のP型又は、N型不
純物濃度は図4(b)に示すように分布している。すな
わち、N+ 型コレクタ領域51とP型ベース領域53と
の間のN- 型コレクタ領域52の不純物が1×1015
5×1015cm-3と低濃度であるため、高電流領域で
は、大量の電子がベース・コレクタ接合の空乏層内に注
入され、その電荷を中和するように、ベース電極57か
ら正孔が注入される。そうすると、ベース・コレクタ接
合の空乏層の幅が狭くなり、空乏層内の電界が収束す
る。そして、その正孔がN- 型コレクタ領域52まで導
入され、P型ベース領域53のベース幅があたかも拡大
した状態になる。また、ベース領域に蓄積される少数キ
ャリアは、ベース幅の2乗に比例して遅くなるため、ベ
ース領域に蓄積される少数キャリアの時定数τb が増加
する。このため、fT が低下し、バイポーラトランジス
タのスイッチングスピードを大幅に遅らせるという欠点
がある。一般的に、この現象はカーク(Kirk)効果
と呼ばれている。
In the conventional bipolar transistor configured as described above, the P-type or N-type impurity concentration of each active region is distributed as shown in FIG. That is, the impurity of the N type collector region 52 between the N + type collector region 51 and the P type base region 53 is 1 × 10 15 to
Since the concentration is as low as 5 × 10 15 cm −3 , in the high current region, a large amount of electrons are injected into the depletion layer of the base-collector junction, and holes are removed from the base electrode 57 so as to neutralize the charge. Is injected. Then, the width of the depletion layer at the base-collector junction becomes narrow, and the electric field in the depletion layer converges. Then, the holes are introduced to the N -type collector region 52, and the base width of the P-type base region 53 becomes as if it were enlarged. Further, the minority carriers accumulated in the base region become slower in proportion to the square of the base width, so that the time constant τ b of the minority carriers accumulated in the base region increases. For this reason, there is a disadvantage that f T is reduced and the switching speed of the bipolar transistor is greatly reduced. Generally, this phenomenon is called a Kirk effect.

【0007】このカーク効果の影響を防止するために
は、図5に示すようなバイポーラトランジスタが提案さ
れている。すなわち図5に示すように、半導体基板上に
+ 型コレクタ領域51とN- 型コレクタ領域52を形
成したのち、エミッタ形成予定領域の直下に、基板表面
から200〜400KeVの高エネルギーで5価のN型
不純物、例えばリンをイオン注入し、N- 型コレクタ領
域52の表面の不純物濃度を局部的に高くして、中濃度
のN型不純物領域58を形成する。次いで、このN型不
純物領域58の上半部を含むN- 型コレクタ領域52の
表面にP型ベース領域53を、そしてこのP型ベース領
域53表面にN型エミッタ領域54を選択的に形成する
ものである。
In order to prevent the influence of the Kirk effect, a bipolar transistor as shown in FIG. 5 has been proposed. That is, as shown in FIG. 5, after an N + -type collector region 51 and an N -type collector region 52 are formed on a semiconductor substrate, pentavalent with a high energy of 200 to 400 KeV and a valence of 200 to 400 KeV immediately below the region where an emitter is to be formed. Then, an N-type impurity, for example, phosphorus is ion-implanted to locally increase the impurity concentration on the surface of the N -type collector region 52 to form an N-type impurity region 58 having a medium concentration. Then, a P-type base region 53 is selectively formed on the surface of N -type collector region 52 including the upper half of N-type impurity region 58, and an N-type emitter region 54 is selectively formed on the surface of P-type base region 53. Things.

【0008】このように構成することにより、各活性領
域のP型又はN型不純物濃度は、図5(b)に示すよう
に分布する。このため、このバイポーラトランジスタを
高電流領域において作動させた場合に、この中濃度のN
型不純物領域58が存在するために、ベース電極57か
ら正孔が注入されて発生するP型ベース領域53の広が
りが抑制される。
With this configuration, the P-type or N-type impurity concentration of each active region is distributed as shown in FIG. For this reason, when this bipolar transistor is operated in a high current region, this medium concentration N
The presence of the type impurity region 58 suppresses the spread of the P-type base region 53 generated by injection of holes from the base electrode 57.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のバイポーラトランジスタの製造方法において
は、半導体基板の表面から、高エネルギーでリン等の5
価の不純物をイオン注入するため、活性領域に大きな結
晶の乱れが発生する。この結晶の乱れは熱処理を行なっ
ても回復しない。このため、バイポーラトランジスタに
ダメージが残ると共に結晶欠陥が発生し、ベース・コレ
クタ接合耐圧及びコレクタ・エミッタ耐圧が劣化し、バ
イポーラトランジスタの製造歩留りが低下するという問
題点がある。
However, in the above-mentioned conventional method for manufacturing a bipolar transistor, a high energy phosphorous or the like is removed from the surface of the semiconductor substrate.
Due to ion implantation of a valence impurity, large crystal disorder occurs in the active region. The disorder of the crystal is not recovered by the heat treatment. For this reason, there is a problem that the bipolar transistor is damaged and crystal defects occur, the base-collector junction breakdown voltage and the collector-emitter breakdown voltage are degraded, and the manufacturing yield of the bipolar transistor is reduced.

【0010】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
ものであって、ベース領域の広がりを抑制してスイッチ
ングスピードを向上させることができると共に、結晶性
がすぐれ、製造歩留りが高いバイポーラトランジスタの
製造方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to improve the switching speed by suppressing the spread of the base region, and to improve the crystallinity and the production yield of the bipolar transistor. It is intended to provide a manufacturing method.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明のバイポーラトラ
ンジスタの製造方法は、半導体基板上に第1導電型の高
濃度不純物コレクタ領域を形成する工程と、エピタキシ
ャル成長法により前記高濃度不純物コレクタ領域上に第
1導電型の低濃度不純物コレクタ領域を形成する工程
と、前記低濃度不純物コレクタ領域上に第2導電型の高
濃度不純物が導入された多結晶シリコン層と第1絶縁膜
とを順次形成する工程と、前記第1絶縁膜及び前記多結
晶シリコン層をパターニングし開口部を設けたのち開口
部内の前記低濃度不純物コレクタ領域に第2導電型不純
物を導入する工程と、熱処理により前記多結晶シリコン
層中の第2導電型不純物を前記低濃度不純物コレクタ領
域に拡散しベース領域を形成したのち前記開口部の側壁
に第2絶縁膜からなるサイドウォールを形成する工程
と、前記サイドウォールをマスクとし前記低濃度コレク
タ領域の一部を除去して溝を形成したのち第2導電型不
純物を導入して溝の底面部に前記ベース領域より前記高
濃度不純物コレクタ領域に近接した活性ベース領域を形
成する工程と、前記溝より前記活性ベース領域に第1導
電型不純物を導入してエミッタ領域を形成する工程とを
有するものである。
A method of manufacturing a bipolar transistor according to the present invention comprises the steps of forming a first conductivity type high concentration impurity collector region on a semiconductor substrate, and forming the first conductivity type high concentration impurity collector region on the high concentration impurity collector region by epitaxial growth. Forming a first-conductivity-type low-concentration impurity collector region; and sequentially forming a second-conductivity-type high-concentration impurity polycrystalline silicon layer and a first insulating film on the low-concentration impurity collector region. A step of patterning the first insulating film and the polycrystalline silicon layer to form an opening, and then introducing a second conductivity type impurity into the low concentration impurity collector region in the opening; A second conductivity type impurity in the layer is diffused into the low concentration impurity collector region to form a base region, and then a second insulating film is formed on a side wall of the opening. Forming a side wall, said from the base region to the bottom of the groove by introducing second conductivity type impurities after the sidewall as a mask to form a part is removed groove of the low-concentration collector region High
Forming an active base region close to the concentration impurity collector region ; and introducing an impurity of a first conductivity type into the active base region from the trench to form an emitter region.

【0012】[0012]

【作用】本発明においては、低濃度不純物コレクタ領域
上に多結晶シリコン膜と絶縁膜を形成した後に、所望の
箇所の上面より絶縁膜及び多結晶シリコン膜を除去し、
さらに、低濃度不純物コレクタ領域の一部を除去し、そ
の直下に活性ベース領域とエミッタ領域を自己整合によ
り形成する。このため、活性ベース領域は、高濃度不純
物コレクタ領域から低濃度不純物領域内にせり上り、高
濃度不純物コレクタ領域側から、濃度勾配を有する遷移
領域に配置されることになり、高電流領域におけるベー
ス領域の広がりを抑制して、バイポーラトランジスタの
スイッチングスピードをより一層速くすることができ
る。また、高エネルギーのイオン注入工程が不要である
ので、バイポーラトランジスタに対するダメージ及び結
晶欠陥を防止することができる。
According to the present invention, after forming a polycrystalline silicon film and an insulating film on the low concentration impurity collector region, the insulating film and the polycrystalline silicon film are removed from the upper surface of a desired portion.
Further, a part of the low-concentration impurity collector region is removed, and an active base region and an emitter region are formed immediately below by self-alignment. Therefore, the active base region rises from the high-concentration impurity collector region to the low-concentration impurity region, and is arranged in the transition region having the concentration gradient from the high-concentration impurity collector region side. By suppressing the expansion of the region, the switching speed of the bipolar transistor can be further increased. Further, since a high energy ion implantation step is not required, damage to the bipolar transistor and crystal defects can be prevented.

【0013】[0013]

【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図1(a)乃至(d)は本発明の一実施例を説明す
るための工程順に示した半導体チップの断面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described with reference to the drawings. 1A to 1D are cross-sectional views of a semiconductor chip shown in the order of steps for explaining an embodiment of the present invention.

【0014】先ず、図1(a)に示すように、シリコン
等の半導体基板上に例えばアンチモンや、ひ素を不純物
とするN+ 型コレクタ領域1を形成する。次にエピタキ
シャル成長により、N+ 型コレクタ領域1上にN- 型コ
レクタ領域2を形成する。次にCVD法により、N-
コレクタ領域2上に多結晶シリコン膜を堆積したのちボ
ロンのようなP型不純物を高濃度に導入しP+ 型多結晶
シリコン膜3を形成する。この場合、多結晶シリコン膜
の成長中にP型不純物を導入しても良いし、多結晶シリ
コン膜を堆積した後イオン注入法や拡散法により不純物
を導入しても良い。
First, as shown in FIG. 1A, an N + -type collector region 1 containing, for example, antimony or arsenic as an impurity is formed on a semiconductor substrate such as silicon. Next, an N type collector region 2 is formed on the N + type collector region 1 by epitaxial growth. Next, a polycrystalline silicon film is deposited on the N -type collector region 2 by the CVD method, and then a P-type impurity such as boron is introduced at a high concentration to form a P + -type polycrystalline silicon film 3. In this case, a P-type impurity may be introduced during the growth of the polycrystalline silicon film, or the impurity may be introduced by ion implantation or diffusion after depositing the polycrystalline silicon film.

【0015】次に熱酸化法またはCVD法により全面に
酸化シリコン膜からなる第1絶縁膜4を形成する。この
場合、後工程で、N- 型コレクタ領域の一部をエッチン
グ除去するときと、その側壁に絶縁膜からなるサイドウ
オール形成時のエッチングのストッパーとして使用する
ため、絶縁膜を積層して使用してもよい。例えば、酸化
シリコン膜,シリコン窒化膜及び多結晶シリコン等の膜
を積層して使用する。この絶縁膜の膜厚は、およそ20
0〜300nmである。
Next, a first insulating film 4 made of a silicon oxide film is formed on the entire surface by a thermal oxidation method or a CVD method. In this case, an insulating film is laminated and used in a later step in order to use a part of the N type collector region by etching and to use as an etching stopper when forming a sidewall made of an insulating film on the side wall thereof. You may. For example, a film such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a polycrystalline silicon is laminated and used. The thickness of this insulating film is about 20
0 to 300 nm.

【0016】次にホトリソグラフィーの技術により、所
望の箇所の第1絶縁膜4及びP+ 型多結晶シリコン3を
除去し開口部5を形成する。この場合、リアクティブイ
オン・エッチング(RIE)法を用いホトレジスト膜を
マスクとして、最初に第1絶縁膜4をエッチングし、そ
の後ガス種をSF6 系のガスに変更して、P+ 型多結晶
シリコン膜3をエッチングし、N- 型コレクタ領域2を
露出させる。この場合、P+ 型多結晶シリコン膜3の一
部がわずかに残るようにしてエッチングし、その後、不
純物濃度により選択比のあるHF系のウェットエッチン
グ法により、残ったP+ 型多結晶シリコン膜を除去する
と良い。
Next, an opening 5 is formed by removing the first insulating film 4 and the P + -type polycrystalline silicon 3 at desired locations by photolithography. In this case, the first insulating film 4 is first etched using a photoresist film as a mask by reactive ion etching (RIE), and then the gas type is changed to SF 6 -based gas to form a P + -type polycrystal. The silicon film 3 is etched to expose the N type collector region 2. In this case, the etching is performed so that a part of the P + -type polycrystalline silicon film 3 slightly remains, and thereafter, the remaining P + -type polycrystalline silicon film is etched by an HF wet etching method having a selectivity depending on the impurity concentration. Should be removed.

【0017】次に図1(b)に示すように、拡散又はイ
オン注入法により、例えばボロンのようなP型不純物を
第1絶縁膜4をマスクとして、開口部5内のN- 型コレ
クタ領域2の露出部分に導入する。この場合、露出して
いるN- 型コレクタ領域2の表面及びP型多結晶シリコ
ン膜3の表面及び側面を薄く(約50nm)酸化してか
らイオン注入法でP型不純物を導入すると良い。次に熱
処理を行なうことにより、P+ 型多結晶シリコン膜3か
らN- 型コレクタ領域2にP型不純物を拡散する。次で
CVD法により全面に酸化シリコン膜等からなる第2絶
縁膜7を堆積する。
Next, as shown in FIG. 1B, an N - type collector region in the opening 5 is formed by diffusion or ion implantation using a P-type impurity such as boron as a mask with the first insulating film 4 as a mask. 2 to the exposed part. In this case, the exposed surface of the N -type collector region 2 and the surface and side surfaces of the P-type polycrystalline silicon film 3 are preferably oxidized thinly (about 50 nm), and then P-type impurities are introduced by ion implantation. Next, P-type impurities are diffused from P + -type polycrystalline silicon film 3 to N -type collector region 2 by performing a heat treatment. Next, a second insulating film 7 made of a silicon oxide film or the like is deposited on the entire surface by the CVD method.

【0018】次に図1(c)に示すように、第2絶縁膜
7をRIE法によりエッチングし、開口部5内の側壁に
第2絶縁膜7からなるサイドウオール7Aを形成する。
この場合、第1絶縁膜4がこのエッチングのストッパー
となる。次にサイドウオール7Aにより狭くなった開口
部より露出しているP型ベース領域6をSF6 系のガス
を用いたRIE法によりエッチング除去し、溝5Aを形
成する。例えば、エピタキシャル成長により成長したN
- 型コレクタ領域2の膜厚を1μmとすれば、およそ、
0.3〜0.5μmエッチングすると良い。
Next, as shown in FIG. 1C, the second insulating film 7 is etched by the RIE method to form a sidewall 7A made of the second insulating film 7 on the side wall in the opening 5.
In this case, the first insulating film 4 serves as a stopper for this etching. Next, the P-type base region 6 exposed from the opening narrowed by the sidewall 7A is removed by etching using an RIE method using an SF 6 -based gas to form a groove 5A. For example, N grown by epitaxial growth
Assuming that the film thickness of the type collector region 2 is 1 μm,
Etching is preferably performed at 0.3 to 0.5 μm.

【0019】次に図1(d)に示すように、拡散又は、
イオン注入法により、ボロンのようなP型不純物を第1
絶縁膜4及びサイドウオール7Aをマスクとして、溝5
Aに導入し、P型活性ベース領域6Aを形成する。この
場合、露出しているシリコン面を薄く(約50nm)酸
化してからイオン注入法でP型不純物を導入すると良
い。次にCVD法により多結晶シリコン膜を堆積しイオ
ン注入法により、ひ素やアンチモン等のN型不純物を導
入しN+ 型多結晶シリコン膜8を形成する。次に熱処理
を行ない、N型エミッタ領域9を形成する。
Next, as shown in FIG.
P-type impurities such as boron are first implanted by ion implantation.
Using the insulating film 4 and the sidewall 7A as a mask, the groove 5 is formed.
A to form a P-type active base region 6A. In this case, the exposed silicon surface may be oxidized thinly (about 50 nm), and then a P-type impurity may be introduced by ion implantation. Next, a polycrystalline silicon film is deposited by a CVD method, and an N-type impurity such as arsenic or antimony is introduced by an ion implantation method to form an N + -type polycrystalline silicon film 8. Next, heat treatment is performed to form an N-type emitter region 9.

【0020】以下図2(a)に示すように、エミッタ領
域上にアルミニウム等の金属を堆積し、ホトリソグラフ
ィ工程により、エミッタ電極10を形成する。
As shown in FIG. 2A, a metal such as aluminum is deposited on the emitter region, and an emitter electrode 10 is formed by a photolithography process.

【0021】本実施例においては、エミッタ形成領域直
下のN- 型コレクタ領域2の一部を上面からエッチング
して溝5Aを形成し、その底面部にP型活性ベース領域
6AとN型エミッタ領域9を形成するため、N+ 型コレ
クタ領域1からN- 型コレクタ領域2内にせり上った不
純物が、N+ 型コレクタ領域1から濃度勾配を有する遷
移領域に配置されることになる。
In this embodiment, a portion of the N type collector region 2 immediately below the emitter forming region is etched from the upper surface to form a groove 5A, and a P type active base region 6A and an N type emitter region In order to form 9, the impurities rising from the N + type collector region 1 to the N type collector region 2 are arranged in the transition region having a concentration gradient from the N + type collector region 1.

【0022】このように、N型エミッタ領域9の直下域
に濃度勾配を有する遷移領域を配置することにより、バ
イポーラトランジスタのスイッチングスピードを向上さ
せることができる。この場合に、濃度勾配を有する遷移
領域は、N型エミッタ領域9の直下域だけに形成されて
いるため、コレクタ・ベース接合容量を殆ど増加させる
ことなく遮断周波数fT を向上させることができる。
By arranging the transition region having a concentration gradient immediately below the N-type emitter region 9, the switching speed of the bipolar transistor can be improved. In this case, the transition region having a concentration gradient, since it is formed only immediately below the N-type emitter region 9, it is possible to improve the cutoff frequency f T without hardly increasing the collector-base junction capacitance.

【0023】図2(b)及び(c)は、図2(a)にお
けるA点及びB点を通る線による断面の不純物濃度分布
を示す図及びC点及びD点を通る線による断面の不純物
濃度分布を示す図である。
FIGS. 2B and 2C are views showing the impurity concentration distribution of a cross section taken along a line passing through points A and B in FIG. 2A and an impurity concentration distribution taken along a line passing through points C and D in FIG. It is a figure which shows a density distribution.

【0024】図2(c)に示すように、周辺ベースの直
下域において、P型ベース領域6とN+ 型コレクタ領域
1との間のN- 型コレクタ領域2は、N+ 型コレクタ領
域1からの濃度勾配で不純物濃度が十分減少しきって、
均一な不純物濃度にいたるまでの領域となっている。一
方、エミッタ電極10の直下域においては、N- 型コレ
クタ領域2の一部を表面からエッチング除去しているた
め、P型活性ベース領域6AとN+ 型コレクタ領域1と
の間のN- 型コレクタ領域2は、N+ 型コレクタ領域1
からの濃度勾配で不純物濃度が減少しているグラフの傾
斜領域にある。通常P型活性ベース領域6AとN- 型コ
レクタ領域2との接合部における不純物濃度はカーク効
果によるスピードアップとコレクタ・ベース接合容量の
増加によるスピードダウンを考慮して、1016〜1017
cm-3が望ましい。
As shown in FIG. 2C, in the region immediately below the peripheral base, the N type collector region 2 between the P type base region 6 and the N + type collector region 1 is N + type collector region 1. The impurity concentration is sufficiently reduced by the concentration gradient from
It is a region up to a uniform impurity concentration. On the other hand, in the region immediately below the emitter electrode 10, a part of the N type collector region 2 is etched away from the surface, so that the N type between the P type active base region 6A and the N + type collector region 1 is removed. The collector region 2 is an N + type collector region 1
This is in the slope region of the graph where the impurity concentration is decreasing due to the concentration gradient from. Normally, the impurity concentration at the junction between the P-type active base region 6A and the N -type collector region 2 is 10 16 to 10 17 in consideration of the speed-up due to the Kirk effect and the speed-down due to the increase in the collector-base junction capacitance.
cm -3 is desirable.

【0025】図3は、バイポーラトランジスタのコレク
タ電流IC と遮断周波数fT との関係を示す図であり、
横軸はコレクタ電流IC を示し、縦軸は、遮断周波数f
T を示す。図3において、線分Pは図4(a)に示した
従来のバイポーラトランジスタの、線分Qは図2(a)
に示した自己整合型バイポーラトランジスタのコレクタ
電流IC と遮断周波数fT との関係を示す。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the collector current I C of the bipolar transistor and the cutoff frequency f T.
The horizontal axis shows the collector current I C , and the vertical axis shows the cutoff frequency f
Indicates T. In FIG. 3, a line segment P is a conventional bipolar transistor shown in FIG. 4A, and a line segment Q is a line segment Q in FIG.
2 shows the relationship between the collector current I C and the cutoff frequency f T of the self-aligned bipolar transistor shown in FIG.

【0026】図3から明らかなように、本実施例におい
ては、バイポーラトランジスタの遮断周波数fT が高電
流側において従来のバイポーラトランジスタよりも高く
なっており、スイッチングシピードが向上していること
が分る。
As is clear from FIG. 3, in this embodiment, the cutoff frequency f T of the bipolar transistor is higher on the high current side than that of the conventional bipolar transistor, and the switching speed is improved. I understand.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、エ
ミッタ領域直下の低濃度コレクタ領域をエッチング除去
することにより、活性ベース領域を高濃度コレクタ領域
から濃度勾配を有する遷移領域に配置できる。従って高
電流域におけるベース領域の広がりが抑制されるため、
スイッチングスピードがより一層速い自己整合型バイポ
ーラトランジスタを製造することができる。
As described above, according to the present invention, the active base region can be arranged in the transition region having a concentration gradient from the high concentration collector region by etching away the low concentration collector region immediately below the emitter region. Therefore, since the spread of the base region in the high current region is suppressed,
A self-aligned bipolar transistor having a much higher switching speed can be manufactured.

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

【図1】本発明の一実施例を説明するための半導体チッ
プの断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor chip for explaining an embodiment of the present invention.

【図2】実施例により製造されたバイポーラトランジス
タの断面図及び深さ方向における不純物濃度の分布を示
す図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a bipolar transistor manufactured according to an example and a diagram showing a distribution of impurity concentration in a depth direction.

【図3】従来例と実施例の遮断周波数とコレクタ電流と
の関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a cutoff frequency and a collector current in a conventional example and an example.

【図4】従来のバイポーラトランジスタの断面図及び深
さ方向における不純物濃度の分布を示す図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional bipolar transistor and a diagram showing a distribution of impurity concentration in a depth direction.

【図5】従来のバイポーラトランジスタの断面図及び深
さ方向における不純物濃度の分布を示す図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional bipolar transistor and a diagram showing a distribution of impurity concentration in a depth direction.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 N+ 型コレクタ領域 2 N- 型コレクタ領域 3 P+ 型多結晶シリコン膜 4 第1絶縁膜 5 開口部 5A 溝 6 P型ベース領域 6A P型活性ベース領域 7 第2絶縁膜 7A サイドウオール 8 N+ 型多結晶シリコン膜 9 N型エミッタ領域 10 エミッタ電極Reference Signs List 1 N + type collector region 2 N type collector region 3 P + type polycrystalline silicon film 4 First insulating film 5 Opening 5A groove 6 P type base region 6A P type active base region 7 Second insulating film 7A Sidewall 8 N + type polycrystalline silicon film 9 N type emitter region 10 Emitter electrode

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体基板上に第1導電型の高濃度不純
物コレクタ領域を形成する工程と、エピタキシャル成長
法により前記高濃度不純物コレクタ領域上に第1導電型
の低濃度不純物コレクタ領域を形成する工程と、前記低
濃度不純物コレクタ領域上に第2導電型の高濃度不純物
が導入された多結晶シリコン層と第1絶縁膜とを順次形
成する工程と、前記第1絶縁膜及び前記多結晶シリコン
層をパターニングし開口部を設けたのち開口部内の前記
低濃度不純物コレクタ領域に第2導電型不純物を導入す
る工程と、熱処理により前記多結晶シリコン層中の第2
導電型不純物を前記低濃度不純物コレクタ領域に拡散し
ベース領域を形成したのち前記開口部の側壁に第2絶縁
膜からなるサイドウォールを形成する工程と、前記サイ
ドウォールをマスクとし前記低濃度コレクタ領域の一部
を除去して溝を形成したのち第2導電型不純物を導入し
て溝の底面部に前記ベース領域より前記高濃度不純物コ
レクタ領域に近接した活性ベース領域を形成する工程
と、前記溝より前記活性ベース領域に第1導電型不純物
を導入してエミッタ領域を形成する工程とを有すること
を特徴とするバイポーラトランジスタの製造方法。
1. A step of forming a first conductive type high concentration impurity collector region on a semiconductor substrate, and a step of forming a first conductive type low concentration impurity collector region on the high concentration impurity collector region by an epitaxial growth method. Forming a polycrystalline silicon layer into which a second conductive type high-concentration impurity is introduced and a first insulating film on the low-concentration impurity collector region; and forming the first insulating film and the polycrystalline silicon layer. Patterning an opening to form a second conductive type impurity in the low concentration impurity collector region in the opening, and heat treating the second conductive type impurity in the polycrystalline silicon layer.
Forming a base region by diffusing a conductive impurity into the low-concentration impurity collector region, and then forming a sidewall made of a second insulating film on a side wall of the opening; After removing a portion of the trench to form a groove, a second conductivity type impurity is introduced to introduce a high concentration impurity
Forming an active base region close to the rectifier region, and introducing an impurity of a first conductivity type into the active base region from the trench to form an emitter region. .
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