JP2747574B2

JP2747574B2 - バイポーラトランジスタ及びその製造方法

Info

Publication number: JP2747574B2
Application number: JP3188854A
Authority: JP
Inventors: 成仁松本
Original assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Current assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Priority date: 1991-07-29
Filing date: 1991-07-29
Publication date: 1998-05-06
Anticipated expiration: 2013-05-06
Also published as: JPH0536710A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高周波用途のＰＮＰ形バ
イポーラトランジスタに係り、特にそのチャンネルスト
ッパーの構造、製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来のバイポーラＰＮＰ形トラン
ジスタの断面図である。符号１はＰ-型の半導体基板で
あり、図示しないＰ+の半導体基板上に形成されてお
り、トランジスタのコレクタを構成する。符号２はＮ型
のベース領域であり、符号３はＰ+ 型のエミッタ領域で
あり、符号４はＮ+ 型のベースコンタクトである。符号
５は酸化膜であり、符号７はベース電極であり、符号８
はエミッタ電極であり、これら電極７、８は、アルミ又
は多結晶シリコンによって形成され、トランジスタの端
子をなしている。数百ＭHzで動作する高周波用途のバイ
ポーラＰＮＰトランジスタの一例としては、通常半導体
基板１の比抵抗は１Ω程度であり、そのベースの拡散層
は、通常深さ１μ程度であり、濃度は１０18／ｃｍ3 程
度である。エミッタ領域３を形成するＰ+拡散層は深さ
０.５μ程度であり、不純物であるボロンはエミッタ電
極８の一部を構成する多結晶シリコンからドープされて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、係るＰ
ＮＰ形バイポーラトランジスタにおいては、表面の酸化
膜５と、Ｐ- である半導体基板１との界面において、Ｐ
−Ｎの反転層（インバージョンレイヤー）が発生し、特
にトランジスタの動作領域である数ボルト程度の低電圧
側で容量の増加を招いていた。すなわち、ベースとコレ
クタの接合容量は、デバイスの構造から、設計上は１〜
２pFであるが、反転層が発生するために、これが７〜８
pF程度となり、高周波用途のトランジスタにとっては、
高周波特性の劣化をまねき問題であった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】係る課題を解決するた
め、本発明においては、ＰＮＰ形バイポーラトランジス
タのＮ型拡散層からなるベース領域を囲むＬＯＣＯＳ酸
化膜の外側に、Ｐ型拡散層からなるチャンネルストッパ
ー領域を配設し、Ｐ型拡散層からなるチャンネルストッ
パーは、エミッタ領域の拡散層と同時に形成するもので
ある。又、ＰＮＰ形バイポーラトランジスタの製造方法
を、半導体基板にＬＯＣＯＳ酸化膜を形成する工程と、
そのＬＯＣＯＳ酸化膜をマスクとしてＮ型拡散層を形成
する工程と、窒化膜を全面に形成し、エミッタ、ベース
コンタクト及び前記ＬＯＣＯＳ酸化膜のバーズビーク部
分を含めてチャンネルストッパーを同時に開口する工程
と、前記エミッタ及びチャンネルストッパーの開口にＰ
型不純物を含んだ多結晶シリコン膜を形成する工程と、
ベースコンタクトにＮ型不純物をデポジションする工程
と、熱処理により同時にエミッタ領域、チャンネルスト
ッパー領域及びベースコンタクトの拡散層を形成する工
程とから構成する。

【０００５】

【作用】本発明によれば、ベース領域を囲むＬＯＣＯＳ
酸化膜の外側に配設されたＰ型拡散層からなるチャンネ
ルストッパー領域を具備することにより、反転層の発生
を防止することができ、トランジスタの動作領域である
低電圧側でのベースコレクタ間の接合容量の増加という
問題を防止することができ、チャンネルストッパー領域
は、エミッタ領域と同時に形成することにより、チャン
ネルストッパーの拡散層が浅くなり、バイポーラトラン
ジスタの構造が簡素化される。又、上述の製造方法によ
れば、エミッタ、ベースコンタクト、及びチャンネルス
トッパーを、同時に開口することによって使用するマス
クの枚数が減り、工程の短縮化が可能となり、深いチャ
ンネルストッパーの拡散が無くなることから、熱処理の
温度を下げることが可能となる。

【０００６】

【実施例】図１は本発明の一実施例のＰＮＰ形バイポー
ラトランジスタの断面図である。符号１はＰ-の半導体
基板であり、図示しないＰ+の半導体基板上にエピタキ
シャルにより形成されている。そしてこの半導体基板１
はトランジスタのコレクタとなる。ベース領域２はＮ型
拡散層であり、ＬＯＣＯＳ酸化膜６に囲まれており、そ
のベース領域２にはエミッタ領域３であるＰ+ 拡散層、
ベースコンタクト４をなすＮ+ 拡散層が設けられてい
る。ベース電極７はアルミから構成されており、エミッ
タ電極８は多結晶シリコンとアルミとの複合膜となって
おり、この多結晶シリコンはエミッタ領域の拡散源とな
っている。ベース領域を取り囲むＬＯＣＯＳ酸化膜６の
外側には、Ｐ+ の拡散層が設けられており、チャンネル
ストッパー領域９を形成する。

【０００７】したがって、ベース領域２の外側に伸びる
反転層はこのチャンネルストッパー領域９によって止め
られる。この実施例においては、Ｐ- のエピタキシャル
層の厚さは約１０μであり、比抵抗１〜２Ωである。ベ
ースの深さは約１μであり、チャンネルストッパー領域
の拡散層の深さは２〜３μであり、１０００〜１１００
℃で１時間程度の高温の熱処理が必要であり、その表面
濃度は１０18〜１０20／ｃｍ3程度である。ベース領域
とチャンネルストッパー領域を区分するＬＯＣＯＳ酸化
膜の幅は約１０μである。そしてＬＯＣＯＳ酸化膜の厚
さは約２μ程度である。この実施例においては、チャン
ネルストッパーがないと、反転層の形成のため、コレク
タベース間の接合容量は数ボルト程度の低電圧を印加し
た時に７〜８pFあったものが、このチャンネルストッパ
ー領域９により２〜３pFに低減している。

【０００８】図２及び図３は本発明の他の実施例のＰＮ
Ｐ形バイポーラトランジスタの製造工程の断面図であ
り、（Ａ）は窒化膜被着後、（Ｂ）はチャンネルストッ
パー、ベース、エミッタ開口後、（Ｃ）はベースコンタ
クト開口後、（Ｄ）はベースコンタクト形成後、（Ｅ）
はトランジスタ完成後の断面図である。前述の実施例と
同じ半導体基板１を用いて、前述の実施例と同様に選択
酸化によりＬＯＣＯＳ酸化膜６を成長させる。そして、
イオン打ち込みによりＮ型拡散層を形成する。これは薄
い酸化膜約５００オングストロームを通して加速電圧５
０〜８０keＶ、ドーズ量１〜２×１０14／ｃｍ2でイオ
ン注入して不純物導入層を形成し、８００〜９００℃で
３０分程度の熱処理によって活性化して深さ約１μのＮ
型拡散層とする。この時には、ベース領域にのみならず
チャンネルストッパー領域にもＮ型の拡散層が形成され
る。その後窒化膜１０を約１０００オングストローム程
度全面に成長させる（Ａ）。

【０００９】次に、エミッタ、ベースコンタクト、チャ
ンネルストッパーをホトリソによって開口する（Ｂ）。
このホトリソによる開口は１枚のマクスで、エミッタ、
ベースコンタクト、チャンネルストッパーの３種類の開
口を同時に行うもので、特にチャンネルストッパーにお
いては、ＬＯＣＯＳ酸化膜６のバーズビーク部分を含め
て広く開口する。尚、バースビーク部分は１〜２μ程度
である。次に、全面に多結晶シリコン膜を被着し、イオ
ン注入によりボロンドープし、ホトリソでチャンネルス
トッパーとエミッタの開口部上の多結晶シリコン膜（１
２）のみを残し、同時に、ベースコンタクトの開口を設
ける（Ｃ）。ここで多結晶シリコン膜は厚み２０００〜
３０００オングストロームで、ボロンをイオン注入する
ドーズ量は５×１０15〜１×１０16／ｃｍ2である。

【００１０】次に、ベースコンタクトの開口部にリンを
イオン注入することによって、ベース電極とのコンタク
トをとる（Ｄ）。このドーズ量は、５×１０14〜１×１
０15／ｃｍ2であり、最後の熱処理に入る。熱処理は９
００〜９５０℃で３０分程度行い、ベース、チャンネル
ストッパー、エミッタ、ベースコンタクトの各拡散層を
まとめて同時に形成する。即ち、この実施例において
は、チャンネルストッパーの拡散層は、エミッタの拡散
層と全く同じ手順、条件によって形成され、エミッタの
拡散層と同じ浅くて高濃度の層が形成される。そしてチ
ャンネルストッパーの開口は、ＬＯＣＯＳ酸化膜のバー
ズビーク分を含めて広く行っているので、チヤンネルス
トッパー領域９は、ベース拡散によってＮ型拡散層が形
成された領域の外側、即ち、前記Ｎ型拡散層とバーズビ
ークとの間に前記開口によって露出したＰ型基板１の表
面にも拡散される。

【００１１】こうして、Ｐ型基板１が露出した部分に拡
散され、Ｐ型基板１とＰＮ接合を形成するＰ型領域が、
チヤンネルストッパーとして作用する部分である。従っ
て、あらかじめ最初に形成されたベース拡散によるＮ型
拡散層で、チヤンネルストッパーの形成が妨げられな
い。そして、ベースコンタクトおよびエミッタに、通常
の方法でアルミの電極７、８を形成することにより、Ｐ
ＮＰ形バイポーラトランジスタが完成する（Ｅ）。

【００１２】この実施例においては前述の実施例と比較
して、マスク枚数が１枚減り工程が簡略化される。更
に、深いチャンネルストッパーの拡散層形成のため、１
０００〜１１００℃の１時間程度の高温の熱処理が必要
であったが、本実施例においては、チャンネルストッパ
ーの拡散層はエミッタの拡散層と同じであるので、より
低い温度で同時に形成することができる。このことはチ
ヤンネルストッパーを単独で形成する場合に要する高温
熱処理によって、半導体基板の図示しないＰ+ 基板の不
純物の無用の拡散により、急峻な不純物プロファイルを
崩してしまい、特性が損なわれるという問題点をも解決
することができる。

【００１３】

【発明の効果】本発明によれば、ベース領域を囲むＬＯ
ＣＯＳ酸化膜の外側に配設されたＰ型拡散層からなるチ
ャンネルストッパー領域を具備することにより、反転層
を止めることができ、低電圧での接合容量の増加という
問題を防止することができ、チャンネルストッパー領域
を、エミッタ領域と同時に形成することにより、エミッ
タ、ベースコンタクト、及びチャンネルストッパーを、
同時に開口することが可能となり、使用するマスクの枚
数が減り、工程が短縮化される。更に、チヤンネルスト
ッパー領域を単独で形成するために要する高温長時間の
熱処理が不要となることから、工程が低温化、簡素化さ
れ、急峻な不純物プロファイルの維持等が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のＰＮＰ形バイポーラトラ
ンジスタの断面図である。

【図２】本発明の他の実施例のＰＮＰ形バイポーラト
ランジスタの製造工程の断面図であり、（Ａ）は窒化膜
被着後、（Ｂ）はチャンネルストッパー、ベース、エミ
ッタ開口後、（Ｃ）はベースコンタクト開口後の断面図
である。

【図３】本発明の他の実施例のＰＮＰ形バイポーラト
ランジスタの製造工程の断面図である。（Ｄ）は、ベー
スコンタクト形成後、（Ｅ）は、トランジスタ完成後の
断面図である。

【図４】従来のＰＮＰ形バイポーラトランジスタの断
面図である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ＬＯＣＯＳ酸化膜により囲まれたＮ型拡
散層からなるベース領域と、該ベース領域に設けられた
Ｐ型拡散層からなるエミッタ領域及びＮ型拡散層のベー
スコンタクトと、前記ベース領域を囲むＬＯＣＯＳ酸化
膜の外側に配置された前記エミッタ領域のＰ型拡散層と
同時に形成されたＰ型のチャンネルストッパー領域とを
具備することを特徴とするバイポーラトランジスタ。
【請求項２】半導体基板にＬＯＣＯＳ酸化膜を形成す
る工程と、前記ＬＯＣＯＳ酸化膜に囲まれたベース形成予定領域お
よび前記ベース形成予定領域を囲むＬＯＣＯＳ酸化膜の
外側に設けられるチャンネルストッパー形成予定領域に
Ｎ型拡散層を形成する工程と、前記半導体基板全面に窒化膜を形成し、エミッタ形成予
定領域、ベースコンタクト形成予定領域及び前記チャン
ネルストッパー領域と前記チャンネルストッパーに隣接
する前記ＬＯＣＯＳ酸化膜のバーズビーク下の前記半導
体基板を含めた第１の領域を露出するように同時に開口
する工程と、前記エミッタ形成予定領域及び前記第１の領域にＰ型不
純物を含んだ多結晶シリコン膜を形成する工程と、前記ベースコンタクト予定領域にＮ型不純物をデポジシ
ョンする工程と、熱処理により同時にエミッタ領域、前記第１の領域及び
ベースコンタクト領域の拡散層を形成する工程とを具備
することを特徴としたバイポーラトランジスタの製造方
法。
【請求項３】ＬＯＣＯＳ酸化膜により囲まれたＮ型拡
散層からなるベース領域と、該ベース領域に設けられた
Ｐ型拡散層からなるエミッタ領域と、前記ベース領域を
囲むＬＯＣＯＳ酸化膜の外側に配置された前記ベース領
域と同導電型の拡散領域と、前記ベース領域、エミッタ
領域および前記ベース領域と同導電型の拡散領域に対応
する部分に設けられた第１乃至第３のコンタクト孔を備
え、前記第３のコンタクト孔は、前記ベース領域と同導電型
の拡散領域と隣接する前記ＬＯＣＯＳ酸化膜のバーズビ
ークに対応する部分も含めて一体で取り除かれ、前記第
３のコンタクト孔内に露出する半導体基板全域にＰ型の
チャネルストッパー領域が設けられていることを特徴と
するバイポーラトランジスタ。