JPH01187864A - Transistor and manufacture thereof - Google Patents

Transistor and manufacture thereof

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JPH01187864A
JPH01187864A JP1064088A JP1064088A JPH01187864A JP H01187864 A JPH01187864 A JP H01187864A JP 1064088 A JP1064088 A JP 1064088A JP 1064088 A JP1064088 A JP 1064088A JP H01187864 A JPH01187864 A JP H01187864A
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JP
Japan
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type
insulating film
layer
base
forming
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JP1064088A
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Masao Kondo
将夫 近藤
Kazuhiko Sagara
和彦 相良
Masanobu Miyao
正信 宮尾
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Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE:To realize a high speed bipolar transistor by forming a collector region, an emitter region and an outer base region having larger thickness than that of an inner base in a self-alignment manner. CONSTITUTION:A base 8 is formed by epitaxially growing in a self-alignment manner on collectors 2, 3. In order to form an emitter 11 in a self-alignment manner with the collectors 2, 3, a collector-base junction and an emitter-base junction are formed in a self-alignment manner substantially in the same area on the single crystalline part of the base, and since an external base region is formed substantially all on an insulating film 7, and the junction capacity of the collector-base becomes only the part of an inner base 8, thereby reducing an operation delay due to a parasitic capacity. A base leading electrode 6 having a large thickness and a low resistance is formed at a short distance from the region 8 and the emitter 11 in a self-alignment manner, the resistance of the outer base is reduced, thereby decreasing the operation delay due to the parasitic resistance.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高速動作に好適なバイポーラトランジスタお
よびその製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a bipolar transistor suitable for high-speed operation and a method for manufacturing the same.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

バイポーラトランジスタに関しては、例えば電気情報通
信学会技術研究報告VoL、87Na61p、53〜p
、58において論じられている。
Regarding bipolar transistors, for example, the Institute of Electrical Information and Communication Engineers Technical Research Report Vol. 87Na61p, 53-p.
, 58.

この公知例では、絶縁膜によって分離されたコレクタ上
に、エピタキシャル成長することにより内部ベース及び
ベース引き出し層を形成しているが、内部ベースとベー
ス引き出し層の厚みが同じになっている。また、エミッ
タはコレクタに対し自己整合でなく、マスク合わせによ
り形成されている。
In this known example, an internal base and a base extension layer are formed by epitaxial growth on a collector separated by an insulating film, but the internal base and base extension layer have the same thickness. Furthermore, the emitter is not self-aligned with the collector, but is formed by mask alignment.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

素子のスケールダウンを進めていった場合上記従来技術
には高速化を妨げるという点において以下の問題があっ
た。
When scaling down the device, the above-mentioned conventional technology has the following problem in that it hinders speeding up.

(1)、コレクタ領域とエミッタ領域が自己整合でない
ので、コレクタと外部ベースの間の接合容量が小さくで
きず、動作速度に遅れが生ずる。
(1) Since the collector region and emitter region are not self-aligned, the junction capacitance between the collector and the external base cannot be reduced, resulting in a delay in operating speed.

(2)、絶縁膜上のベース引き出し電極の厚みが内部ベ
ース領域と同じで小さいため、外部ベース抵抗が大きく
、それにより動作速度に遅れが生ずる。
(2) Since the base lead-out electrode on the insulating film has the same thickness as the internal base region and is small, the external base resistance is large, which causes a delay in the operating speed.

(3)、エミッターベース接合面積がベース−コレクタ
接合面積よりもずっと小さいため、逆方向のトランジス
タ特性が良くない。
(3) Since the emitter-base junction area is much smaller than the base-collector junction area, the transistor characteristics in the reverse direction are not good.

本発明の目的は、上記の従来技術の問題点を解決しより
高速のバイポーラトランジスタを実現することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and realize a higher speed bipolar transistor.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的は、コレクタ領域と、エミッタ領域と、厚みが
内部ベースよりも大きな外部ベース領域とを自己整合で
形成することにより達成される。
The above object is achieved by forming in self-alignment the collector region, the emitter region and the external base region, which has a thickness greater than that of the internal base.

この技術を実現するためのプロセスの特徴を述べると以
下のようになる。
The characteristics of the process to realize this technology are as follows.

すなわち、まずコレクタ領域上に第1の絶縁膜を介して
低抵抗層を形成し、次いでその低抵抗層に穴を埋る1次
いでその穴の側壁と自己整合的に第1の絶縁膜を除去し
コレクタ層を露出させる。
That is, first, a low-resistance layer is formed on the collector region via a first insulating film, and then a hole is filled in the low-resistance layer.Then, the first insulating film is removed in self-alignment with the sidewall of the hole. to expose the collector layer.

次に気相エピタキシャル成長もしくは分子線エピタキシ
ャル成長もしくは堆積した非晶質Siの固相エピタキシ
ャル成長により、コレクタ層からは単結晶、その他の部
分からは多結晶のp型Siを同時に成長させ、第1の絶
縁膜上にその境界面ができるようにすることにより、内
部ベース、外部ベース及びそれらのつなぎ部分を形成す
る。次いで上記穴の側壁のみに絶縁膜を形成し、穴底部
に露出させたP型単結晶Siに、イオン打ち込みした多
結晶Si膜からの拡散等によりn型単結晶層からなるエ
ミッタを形成する。
Next, by vapor phase epitaxial growth, molecular beam epitaxial growth, or solid phase epitaxial growth of the deposited amorphous Si, single-crystal Si is grown from the collector layer and polycrystalline p-type Si is grown from other parts at the same time, thereby forming the first insulating film. The inner base, the outer base, and their connecting parts are formed by forming the interface on top. Next, an insulating film is formed only on the side walls of the hole, and an emitter made of an n-type single crystal layer is formed in the P-type single crystal Si exposed at the bottom of the hole by diffusion from the ion-implanted polycrystalline Si film.

〔作用〕[Effect]

(1)、上記吊設を採用すれば、コレクタ上に自己整合
的にエビタキャル成長することによりベースを形成し、
かつ、そのベースの単結晶部分に。
(1) If the above-mentioned suspension is adopted, a base is formed by self-aligned growth on the collector,
And the single crystal part of its base.

コレクタと自己整合的にエミッタを形成することになる
ためコレクターベース接合とエミッターベース接合が自
己整合的にかつほぼ同じ面積に形成でき、外部ベース領
域はほとんど全て絶縁膜上に形成されることになるため
、コレクターベースの接合容量は、内部ベースの部分の
みとなり、寄生容量による動作遅れを小さくできる。
Since the emitter is formed in a self-aligned manner with the collector, the collector base junction and emitter base junction can be formed in a self-aligned manner and in approximately the same area, and almost all of the external base region is formed on the insulating film. Therefore, the junction capacitance of the collector base is limited to only the internal base portion, and operational delays due to parasitic capacitance can be reduced.

(2)、上記手段を採用すれば、厚みが大きく低抵抗の
ベース引き出し電極が、薄い内部ベース領域及びエミッ
タと短い距離で自己整合的に形成できるため外部ベース
抵抗が小さくなり、寄生抵抗による動作遅れを小さくす
ることができる。
(2) If the above method is adopted, a thick, low-resistance base extraction electrode can be formed in a self-aligned manner with a thin internal base region and a short distance from the emitter, so the external base resistance becomes small, and the operation due to parasitic resistance The delay can be reduced.

(3)、上記手段を採用すれば、エミッターベース接合
面積2ベース−コレクタ接合面積となるので逆方向トラ
ンジスタ特性が改善される。
(3) If the above means is employed, the emitter-base junction area is reduced to 2 base-collector junction areas, so the reverse transistor characteristics are improved.

〔実施例〕〔Example〕

第1図に本発明の第1の実施例を示す。1はp型Si基
板、2はn十型拡散層、3はn型エピタキシャル層であ
る。2と3によりコレクタが形成されている。4は素子
分離絶縁膜、5はコレクタ上の絶縁膜である。6はベー
ス引き出し電極であるところのp型多結品Si、7は、
その上に形成された絶縁膜である。、8は、気相エピタ
キシャル成長もしくは堆積された非晶質Siの面相成長
により形成されたベースとなるp型単結晶層である。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. 1 is a p-type Si substrate, 2 is an n-type diffusion layer, and 3 is an n-type epitaxial layer. 2 and 3 form a collector. 4 is an element isolation insulating film, and 5 is an insulating film on the collector. 6 is p-type polycrystalline Si which is the base extraction electrode, 7 is
This is an insulating film formed thereon. , 8 is a p-type single crystal layer serving as a base formed by vapor phase epitaxial growth or planar phase growth of deposited amorphous Si.

9は5iOz膜、10は絶縁膜、11はn型不純物が添
加された多結晶Siからの拡散によって形成されたエミ
ッタとなるn型単結晶層、13はn+型多多結Si膜、
14は5iOz膜、15はエミッタ、ベース、コレクタ
の電極である。本実施例によれば前記作用の項に示した
効果がある。
9 is a 5iOz film, 10 is an insulating film, 11 is an n-type single crystal layer forming an emitter formed by diffusion from polycrystalline Si doped with n-type impurities, 13 is an n + type polycrystalline Si film,
14 is a 5iOz film, and 15 is an emitter, base, and collector electrode. According to this embodiment, there are the effects shown in the section of the above-mentioned operation.

第2図に本発明の第2の実施例を示す。本実施例の第1
の実施例と異なるところはベース引き出し電極として1
6の金属シリサイドを導入した点である。本実施例によ
れば第1の実施例と比較して、外部ベース抵抗をさらに
低減することができるという効果がある。
FIG. 2 shows a second embodiment of the invention. The first example of this example
The difference from the embodiment is that 1 is used as the base extraction electrode.
The point is that metal silicide No. 6 was introduced. According to this embodiment, there is an effect that the external base resistance can be further reduced compared to the first embodiment.

第3図に本発明の第3の実施例を示す。本実施例の、第
1.第2の実施例と異なるところは、エミッタのn型単
結晶層を17のように気相エピタキシャル成長もしくは
分腺線エピタキシャル成長もしくは堆積された非晶質S
iの同相成長によって形成した点である。
FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. The first example of this example. The difference from the second embodiment is that the n-type single crystal layer of the emitter is grown by vapor phase epitaxial growth, branch line epitaxial growth, or deposited amorphous S as shown in 17.
This is a point formed by in-phase growth of i.

本実施例によれば、第1.第2の実施例と比較して、エ
ミッターコレクタ接合の寄生容量が小さくできるという
効果がある。
According to this embodiment, the first. Compared to the second embodiment, this embodiment has the effect that the parasitic capacitance of the emitter-collector junction can be reduced.

第5図(g)に本発明の第4の実施例を示す。FIG. 5(g) shows a fourth embodiment of the present invention.

本実施例の、第1〜第3の実施例と異なるところは、ベ
ース引き出し′上極がコレクタと自己整合的に形成され
ている点である。本実施例によれば第1〜第3の実施例
と比較してコレクタ面積を小さくできコレクター基板間
の接合容量を小さくできるという効果がある。
This embodiment differs from the first to third embodiments in that the upper pole of the base drawer is formed in self-alignment with the collector. According to this embodiment, compared to the first to third embodiments, the collector area can be made smaller and the junction capacitance between the collector substrates can be made smaller.

次に本発明の第1の実施例の製造方法について第4図(
a)〜(h)を用いて説明する。これらの図ではコレク
タ取り出し部分は省略しである。
Next, the manufacturing method of the first embodiment of the present invention is shown in FIG.
This will be explained using a) to (h). In these figures, the collector extraction part is omitted.

まずP型Si基板1にN中波散層2を形成した後、N型
エピタキシャル層を形成する。その後素子分離絶縁膜4
を形成し1分離されたコレクタ領域を形成する。次にコ
レクタ領域上に5iOz膜5(厚さ1500人)を形成
し、さらにその上に不純物8度10” 〜lO”/d(
1)p型多結品Si膜6 (厚さ3000人)、5iO
z膜7 (厚さ3000人)、5laN番膜18 (厚
さ1400人)を形成する(第4図(a))。
First, an N medium diffusion layer 2 is formed on a P-type Si substrate 1, and then an N-type epitaxial layer is formed. After that, element isolation insulating film 4
A collector region separated by 1 is formed. Next, a 5iOz film 5 (thickness: 1,500 mm) is formed on the collector region, and an impurity layer of 8 degrees 10" to 10"/d (
1) P-type polycrystalline Si film 6 (thickness: 3000), 5iO
A Z film 7 (thickness: 3,000 layers) and a 5laN film 18 (thickness: 1,400 layers) are formed (FIG. 4(a)).

次に通常のホトリソグラフィ及び異方性ドライエツチン
グによりコレクタ領域内に絶縁体膜5の上−面に達する
穴をあける(第4図(b))。
Next, a hole reaching the upper surface of the insulating film 5 is formed in the collector region by conventional photolithography and anisotropic dry etching (FIG. 4(b)).

次に周知のChemical Vapor Depos
ition(CV D法)により5iaNa膜(厚さ2
000人)を堆積し異方性ドライエツチングにより上記
穴の側壁のみに5isN4膜19を残す(第4図(C)
)。
Next, the well-known Chemical Vapor Depos
5iaNa film (thickness 2
000 people) was deposited and anisotropic dry etching was performed to leave the 5isN4 film 19 only on the side wall of the hole (Fig. 4(C)).
).

次にウェットエッチもしくは等方性ドライエツチングに
より、5iaNa膜19と絶縁体膜5を選択的に交互に
少しずつエツチングを行ない、コレクタのSiが露出し
た時点で、熱リン酸により5iaNi膜18.19を完
全に除去する。その結果上記穴の底の絶縁体膜5に縁に
傾斜を持った開口がコレクタ上に形成される(第4図(
d))。
Next, the 5iaNa film 19 and the insulator film 5 are selectively and alternately etched little by little by wet etching or isotropic dry etching, and when the collector Si is exposed, the 5iaNi film 18.19 is etched using hot phosphoric acid. completely remove. As a result, an opening with an inclined edge is formed on the collector in the insulating film 5 at the bottom of the hole (see Fig. 4).
d)).

次に、減圧エピタキシャル炉において基板温度650℃
、反応ガスS 1zHs+ R2H4に照射光(波長2
00nm以下のUV光)を当て、コレクタ上開口部には
不純物濃度lXl0”’/−のp型エピタキシャル単結
晶s、i8(厚さ500人)、その他の部分にはp型の
多結晶Si20を同時に成長させる。また別の方法とし
て、10−δTorrよりも高い真空度において室温で
p型不純物濃度がI X 10”D/cdの非晶質Si
を蒸着により堆積し、それを600℃でNZ雰囲気中で
15時間アニールし、コレクタ開口部もしくはP十型多
結品Si6から非晶質Siの固相成長を行うことによっ
ても同じ構造が形成できる(第4図(e))。
Next, the substrate temperature was 650°C in a reduced pressure epitaxial furnace.
, the reaction gas S 1zHs+ R2H4 is irradiated with light (wavelength 2
A p-type epitaxial single crystal s, i8 (thickness: 500 nm) with an impurity concentration of lXl0"'/- is applied to the upper collector opening, and a p-type polycrystalline Si20 is applied to the other parts. Another method is to grow amorphous Si with a p-type impurity concentration of I x 10"D/cd at room temperature in a vacuum higher than 10-δTorr.
The same structure can also be formed by depositing by vapor deposition, annealing it at 600°C for 15 hours in a NZ atmosphere, and performing solid phase growth of amorphous Si from the collector opening or from the P-type polycrystalline Si6. (Figure 4(e)).

次に、通常のChamj、cal Vapor Dep
osition (CVD法)により5isNa膜21
を500人堆積した後。
Next, regular Chamj, cal Vapor Dep
5isNa film 21 by position (CVD method)
After depositing 500 people.

ホトレジスト22を回転塗布し異方性ドライエツチによ
りホトレジストを5iaN4膜21が露出するまでエッ
チバックする。
A photoresist 22 is spin-coated, and the photoresist is etched back by anisotropic dry etching until the 5iaN4 film 21 is exposed.

次に等方性のドライエッチによりレジスト22に覆われ
ていない部分の5iaN+膜21及び多結晶Si20を
エツチング除去する。次にレジスト22を除去する(第
4図(f))。
Next, the portions of the 5iaN+ film 21 and polycrystalline Si 20 not covered by the resist 22 are etched away by isotropic dry etching. Next, the resist 22 is removed (FIG. 4(f)).

次に、SOO℃、4気圧のI(20雰囲気で70分アニ
ールし、5iaNa膜に覆われていない部分の多結晶8
1を酸化し厚さ1000人の5iOz膜23を形成する
。次にS 1sN4膜21を熱リン酸によりエツチング
除去し800’C,4気圧の820雰囲気で30分アニ
ールを行なって、5iaNa膜21が除去された部分に
300人の厚さの5i(h膜24を形成する。次に通常
のCVD法により厚さ500人の5iaNa膜を堆積し
異方性ドライエツチングにより穴の側壁部分10を残し
て除去する。次に異方性ドライエツチングにより穴の底
のSiO2膜を選択的に除去する(第4図(g))。
Next, annealing was performed for 70 minutes in an I atmosphere of 4 atm at SOO℃, and the polycrystalline 8
1 is oxidized to form a 5iOz film 23 with a thickness of 1000. Next, the S 1sN4 film 21 is removed by etching with hot phosphoric acid, and annealed for 30 minutes in an 820 atmosphere at 800'C and 4 atm. 24 is formed. Next, a 500 nm thick 5iaNa film is deposited by a conventional CVD method and removed by anisotropic dry etching, leaving only the side wall portion 10 of the hole. Next, the bottom of the hole is removed by anisotropic dry etching. selectively remove the SiO2 film (FIG. 4(g)).

次に、通常のCVD法により多結晶Siを1000人堆
積し、AsをIXIOIBcm″″2イオン打ち込みす
る0次に赤外ランプアニール法の如き瞬間アニール法に
より1050℃で30秒アニールしn型単結晶層11を
形成する6次に通常のCVD法によりpを添加した多結
晶Siを堆積しホトリソグラフィ及びドライエツチング
の方法により上記穴の上部以外の多結晶Si膜を除去す
る(第4図(h))。
Next, 1000 layers of polycrystalline Si were deposited by the usual CVD method, and annealed for 30 seconds at 1050°C by an instantaneous annealing method such as the 0-order infrared lamp annealing method in which As was ion-implanted to form an n-type monolayer. 6. To form the crystal layer 11, p-doped polycrystalline Si is deposited by the usual CVD method, and the polycrystalline Si film other than the upper part of the hole is removed by photolithography and dry etching (see FIG. 4). h)).

次に多結晶Si膜13上に通常のCVD法によりSin
g膜14膜形4する0次に多結晶S i、 6 。
Next, Si is deposited on the polycrystalline Si film 13 by the usual CVD method.
G film 14 film type 4 0th order polycrystalline Si,6.

13、及びコレクタ引き出し拡散層部分の上のSiO2
膜をホトリソグラフィー及びドライエツチングにより開
口し、その上に電極を形成する(第1図)。
13, and SiO2 on the collector extraction diffusion layer part
The membrane is opened by photolithography and dry etching, and electrodes are formed thereon (FIG. 1).

以上で本発明の第1の実施例の製造方法についての説明
を終わる。
This concludes the explanation of the manufacturing method of the first embodiment of the present invention.

第4図(n)において、厚さ3000人のp型多結晶S
j膜6を形成する代わりに厚さ2000人のp型多結品
Si膜を形成しその上に蒸着もしくはCVr)法により
W、Mo等の金属を1000人堆積し加熱してシンタリ
ングを行なうことにより金属シリサイドとp型多結品S
iの2層膜を形成することにより1本発明の第2の実施
例が製造される。
In Fig. 4(n), p-type polycrystalline S with a thickness of 3000
Instead of forming the J film 6, a p-type polycrystalline Si film with a thickness of 2,000 layers is formed, and 1,000 layers of metal such as W, Mo, etc. are deposited thereon by vapor deposition or CVR method, and sintering is performed by heating. In some cases, metal silicide and p-type polycrystalline product S
A second embodiment of the present invention is manufactured by forming a two-layer film of i.

第4図(h)において、イオン打込みした多結晶Si膜
からの拡散によりエミッタを形成する代わりに、10″
″δTorrより高い真空度において室温でp濃度が1
xio”■−3の非晶質Si膜を3000人蒸着させそ
れをNZ雰囲気600℃で15時間アニールすることに
より、開口部の単結晶Siをシードとして非晶質Siを
固相成長させることによって、もしくは気相エピタキシ
ャル成長によってn型単結晶Siのエミッタを形成する
ことにより、本発明の第3の実施例が製造・される。エ
ミッタとして単結晶Sjを形成する代わりに、プラズマ
CVD法により、n型の非晶質S i : H膜もしく
は微結晶Si上膜を堆積したものを使っても良いことは
言うまでもない。
In FIG. 4(h), instead of forming an emitter by diffusion from the ion-implanted polycrystalline Si film,
``P concentration is 1 at room temperature at a vacuum higher than δTorr.
By depositing an amorphous Si film of xio"■-3 by 3000 people and annealing it for 15 hours at 600°C in a NZ atmosphere, the amorphous Si is grown in solid phase using the single crystal Si in the opening as a seed. The third embodiment of the present invention is manufactured by forming an emitter of n-type single crystal Si by vapor phase epitaxial growth.Instead of forming a single crystal Sj as an emitter, by plasma CVD method, Needless to say, an amorphous Si:H film or a film deposited on microcrystalline Si may be used.

次に本発明の第4の実施例の製造方法について第5図(
a)〜(g)を用いて説明する。
Next, FIG. 5 (
This will be explained using a) to (g).

まずp型Si基板1にN中波散層2を形成した後、N型
エピタキシャル層3を形成する。次にそのエピタキシャ
ル層に5ift膜4(厚さ1000人)を熱酸化により
形成し、さらに通常のCV r)法1cヨ4J S i
 3Nt膜5(厚さ1000人) −、5i02膜6(
厚さ7000人)を形成する。次にホトリソグラフィと
ドライエツチングによりS 1. Ox膜6 y S 
x a N a膜5,5iOz膜4を選択的にエツチン
グ除去する。次に島状に残された上記3層膜をマスクに
して、ウェットエツチングとドライエツチングにより、
エピタキシャル層をエツチング除去する。次に熱酸化に
よりSi○2膜29膜厚91000人)を形成する(第
5図(a))。
First, an N medium diffusion layer 2 is formed on a p-type Si substrate 1, and then an N-type epitaxial layer 3 is formed. Next, a 5ift film 4 (thickness: 1,000 yen) is formed on the epitaxial layer by thermal oxidation, and then a conventional CV r) method 1c and 4J Si
3Nt film 5 (thickness 1000) −, 5i02 film 6 (
7,000 people thick). Next, by photolithography and dry etching, S1. Ox film 6yS
The xaNa film 5, 5iOz film 4 is selectively etched away. Next, using the three-layer film left in the form of islands as a mask, wet etching and dry etching were carried out.
Etch away the epitaxial layer. Next, a Si◯2 film 29 (91,000 mm thick) is formed by thermal oxidation (FIG. 5(a)).

次ニ通常のCVD法によ4J S i aNarItX
30を堆積し異方性ドライエッチにより段差の側壁のみ
を残す。次に熱酸化により厚さ4000人のフィールド
酸化膜31を形成する(第5図(b))。
Next, 4J Si aNarItX by normal CVD method.
30 was deposited and anisotropic dry etching was performed to leave only the side walls of the step. Next, a field oxide film 31 with a thickness of 4,000 wafers is formed by thermal oxidation (FIG. 5(b)).

次に通常のCVD法により多結晶Sin!1iCJ’l
−さ7000人)を堆積する(第5図(c))。
Next, polycrystalline Sin! is produced using the usual CVD method. 1iCJ'l
- 7,000 people) (Figure 5(c)).

次に1段差上部の多結晶Si膜を選択的にエツチング除
去し、次にウェットエツチングによりS i Ox膜2
8をエツチング除去する(第5図(d))。
Next, the polycrystalline Si film above the one step difference is selectively removed by etching, and then the SiOx film 2 is removed by wet etching.
8 is removed by etching (FIG. 5(d)).

次に、熱酸化により多結晶5i32の露出部分に300
0人の厚さのS x Ox膜33を形成し、次に熱リン
酸により、5isNa膜27及びS、1aNa膜29の
露出した部分をエツチング除去する(第5図(e))。
Next, by thermal oxidation, the exposed portion of the polycrystalline 5i32 was
An SxOx film 33 having a thickness of 0.000 nm is then formed, and then the exposed portions of the 5isNa film 27 and the S, 1aNa film 29 are etched away using hot phosphoric acid (FIG. 5(e)).

次に通常のCVD法により5iaN4膜34を堆積し異
方性エツチングにより段差の側壁のみにS jaN4膜
を残す(第5図(f))。
Next, a 5iaN4 film 34 is deposited by the usual CVD method and anisotropically etched to leave the SjaN4 film only on the sidewalls of the step (FIG. 5(f)).

次に本発明の第1の実施例の場合に示した第4図の(d
)〜(h)と同じ工程を経ることにより第5図(g)に
示す本発明の第4の実施例が製造される。
Next, (d) of FIG. 4 shown in the case of the first embodiment of the present invention.
) to (h), a fourth embodiment of the present invention shown in FIG. 5(g) is manufactured.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、外部ベースとコレクタとの接合が小さ
くなるため、ベース−コレクタ間容量を従来技術による
同じエミッタサイズのものと比較して50%程度にでき
る。また従来技術によるものと比較して、外部ベース領
域が膜厚が大きく。
According to the present invention, since the junction between the external base and the collector becomes smaller, the capacitance between the base and the collector can be reduced to about 50% compared to the conventional technology with the same emitter size. Also, compared to the conventional technology, the external base region has a larger film thickness.

またエミッタと自己整合的に形成されるので、ベース抵
抗が50%程度にできる。
Furthermore, since it is formed in self-alignment with the emitter, the base resistance can be reduced to about 50%.

本発明によるバイポーラトランジスタを用いて構成した
E CLのリングオシレーターの最小ゲート遅延時間は
従来技術による同じエミッタサイズのものと比較してほ
ぼ2/3にできる。
The minimum gate delay time of the ECL ring oscillator constructed using the bipolar transistor according to the present invention can be reduced to approximately 2/3 compared to the same emitter size according to the prior art.

本発明によれば、従来技術のベース厚さが同じ場合と比
較して、トランジスタの逆方向動作のfT、□は2倍に
できる。
According to the present invention, the fT, □ of the reverse direction operation of the transistor can be doubled compared to the conventional case where the base thickness is the same.

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

第1図は本発明の第1の実施例のバイポーラトランジス
タの縦断面図である。第2図および第3図はそれぞれ本
発明の他の実施例を示す縦断面図である。第4図は本発
明の第1の実施例の製造工程を説明するための工程図で
ある。第5図は本発明のさらに他の実施例の製造工程を
説明するための工程図である。 1・・・p型Si基板、2・・・n十型東結晶Si、3
・・・n−型Siエピタキシャル層、4.’5,7,9
゜10.14・・・絶縁体膜、6・・・p中型多結晶S
i、8・・・p型単結晶Si、、11.17・・・n型
単結晶Si、13−n+型多多結Si、15・・・電極
、16・・・金属シリサイド、1.8,19,21・・
・5iaN4tl簗、20・・・p型多結晶Si膜、2
2・・・ホトレジスト、23,2:4・・・5iOz膜
、26゜29.31.33・・・Si、Oz 膜、27
,30゜34・・・Si3N4膜、28−8 ioz 
tl!4.32−多結晶Si膜。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a bipolar transistor according to a first embodiment of the present invention. FIGS. 2 and 3 are longitudinal cross-sectional views showing other embodiments of the present invention. FIG. 4 is a process diagram for explaining the manufacturing process of the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a process diagram for explaining the manufacturing process of still another embodiment of the present invention. 1...p-type Si substrate, 2...n-type east crystal Si, 3
... n-type Si epitaxial layer, 4. '5,7,9
゜10.14...Insulator film, 6...P medium polycrystalline S
i, 8...p-type single crystal Si, 11.17...n-type single crystal Si, 13-n+ type polycrystalline Si, 15...electrode, 16...metal silicide, 1.8, 19, 21...
・5iaN4TL screen, 20...p-type polycrystalline Si film, 2
2...Photoresist, 23,2:4...5iOz film, 26°29.31.33...Si,Oz film, 27
, 30° 34...Si3N4 film, 28-8 ioz
tl! 4.32-Polycrystalline Si film.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、p型Si基板の一主面に形成されたn型埋込層とn
型エピタキシャル層から成り互いに絶縁膜により電気的
に分離されたコレクタ層の上面に開口部を持つ絶縁膜を
有するバイポーラトランジスタにおいて、該開口部上に
その領域が該開口部領域と同じもしくは該開口部外周よ
りもさらに外側の絶縁膜上にオーバーラップしたp型単
結晶Si層を有し、該p型単結晶Si層よりも厚く単結
晶Si以外の材質からなり該p型単結晶Si層領域と一
定の距離に位置するベース引き出し用電極を有し、該p
型単結晶Si層と該ベース引き出し用電極との厚みの差
によつて形成された段差の側壁に形成された絶縁膜によ
り該ベース引き出し用電極とエミッタとが電気的に分離
されていることを特徴とするバイポーラトランジスタ。 2、p型Si基板の一主面に形成されたn型埋込層とn
型エピタキシャル層から成り絶縁膜により互いに電気的
に分離されたコレクタ領域の上に順に第1の絶縁膜、第
1の伝導体、第2の絶縁膜を形成する工程と、ホトリソ
グラフイ及びエッチングにより該コレクタ領域内に該コ
レクタ層の上面まで達する凹部を形成する工程と、気相
エピタキシャル成長もしくは分子線エピタキシャル成長
もしくは非晶質Si堆積後の固相成長によりn型エピタ
キシャル層上にはp型単結晶Si層、n型エピタキシャ
ル層から離れた部分にはp型多結晶Si層を形成する工
程と、該凹部の内部以外の該p型多結晶Si層を選択的
に除去する工程と、該凹部の側壁に絶縁膜を形成する工
程と、該凹部の底部の開口部にn型のエミッタ層を、形
成する工程を含むことを特徴とするバイポーラトランジ
スタの製造方法。 3、上記コレクタ領域上の第1の絶縁膜、第1の伝導体
、第2の絶縁膜からなる3層膜に凹部を形成する工程に
おいて、ホトリソグラフイ及び異方性エッチングにより
、第1の絶縁膜の上面まで達する垂直な穴を形成し、次
いで該穴の側壁に第3の絶縁体を形成した後、該穴の底
部の第1の絶縁膜にテーパーを持つた開口部を形成し、
次いで該第3の絶縁体を選択的に除去する工程を含むこ
とを特徴とする特許請求の範囲第2項記載のバイポーラ
トランジスタの製造方法。
[Claims] 1. An n-type buried layer formed on one main surface of a p-type Si substrate and an n-type buried layer formed on one main surface of a p-type Si substrate.
In a bipolar transistor having an insulating film having an opening on the upper surface of a collector layer formed of type epitaxial layers and electrically isolated from each other by an insulating film, the area above the opening is the same as the opening area or the opening is located above the opening. It has a p-type single-crystal Si layer overlapping on the insulating film further outside the outer periphery, and is thicker than the p-type single-crystal Si layer and is made of a material other than single-crystal Si, and is in contact with the p-type single-crystal Si layer region. It has a base extraction electrode located at a certain distance, and the p
The base lead-out electrode and the emitter are electrically isolated by an insulating film formed on the side wall of the step formed by the difference in thickness between the type single crystal Si layer and the base lead-out electrode. Characteristic bipolar transistor. 2. The n-type buried layer and the n-type buried layer formed on one main surface of the p-type Si substrate
A step of sequentially forming a first insulating film, a first conductor, and a second insulating film on a collector region made of a type epitaxial layer and electrically isolated from each other by an insulating film, and by photolithography and etching. A step of forming a recess reaching the upper surface of the collector layer in the collector region, and p-type single crystal Si is formed on the n-type epitaxial layer by vapor phase epitaxial growth, molecular beam epitaxial growth, or solid phase growth after amorphous Si deposition. a step of forming a p-type polycrystalline Si layer in a portion away from the n-type epitaxial layer; a step of selectively removing the p-type polycrystalline Si layer other than the inside of the recess; 1. A method of manufacturing a bipolar transistor, comprising the steps of: forming an insulating film on the bottom of the recess; and forming an n-type emitter layer in an opening at the bottom of the recess. 3. In the step of forming a recess in the three-layer film consisting of the first insulating film, the first conductor, and the second insulating film on the collector region, the first insulating film is formed by photolithography and anisotropic etching. forming a vertical hole reaching the top surface of the insulating film, then forming a third insulator on the side wall of the hole, and then forming a tapered opening in the first insulating film at the bottom of the hole;
3. The method of manufacturing a bipolar transistor according to claim 2, further comprising the step of selectively removing the third insulator.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05211158A (en) * 1992-01-20 1993-08-20 Nec Corp Semiconductor device and manufacture thereof
US5604374A (en) * 1994-03-15 1997-02-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device and manufacturing method thereof
US5846869A (en) * 1995-08-11 1998-12-08 Hitachi, Ltd. Method of manufacturing semiconductor integrated circuit device

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