JPH01309371A - 半導体装置とその製造方法 - Google Patents
半導体装置とその製造方法Info
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- JPH01309371A JPH01309371A JP13942388A JP13942388A JPH01309371A JP H01309371 A JPH01309371 A JP H01309371A JP 13942388 A JP13942388 A JP 13942388A JP 13942388 A JP13942388 A JP 13942388A JP H01309371 A JPH01309371 A JP H01309371A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の概要〕
バイポーラトランジスタにおいて、高速性を達成するた
めにコレクタ・ベース構造を改良した半導体装置とその
製造方法に関し、 コレクタ・ベース容量を減少させ高速化を図ることがで
きる半導体装置とその製造方法を提供することを目的と
し、 シリコン基板の埋込み層上に形成した高抵抗エピタキシ
ャル層と、この高抵抗エピタキシャル層に形成した内部
ベース領域と、この内部ベース領域直下のみの高抵抗エ
ピタキシャル層に形成したＮ型不純物の拡散領域とを具
備してなる半導体装置および、シリコン基板の埋込み層
上に低不純物濃度の高抵抗エピタキシャル層を形成する
工程と、前記高抵抗エピタキシャル層の内部ベース領域
の直下のみに、イオン注入によりＮ型不純物の拡散領域
を形成する工程とを含む半導体装置の製造方法を含み構
成する。
めにコレクタ・ベース構造を改良した半導体装置とその
製造方法に関し、 コレクタ・ベース容量を減少させ高速化を図ることがで
きる半導体装置とその製造方法を提供することを目的と
し、 シリコン基板の埋込み層上に形成した高抵抗エピタキシ
ャル層と、この高抵抗エピタキシャル層に形成した内部
ベース領域と、この内部ベース領域直下のみの高抵抗エ
ピタキシャル層に形成したＮ型不純物の拡散領域とを具
備してなる半導体装置および、シリコン基板の埋込み層
上に低不純物濃度の高抵抗エピタキシャル層を形成する
工程と、前記高抵抗エピタキシャル層の内部ベース領域
の直下のみに、イオン注入によりＮ型不純物の拡散領域
を形成する工程とを含む半導体装置の製造方法を含み構
成する。
本発明は、バイポーラトランジスタにおいて、高速性を
達成するためにコレクタ・ベース構造を改良した半導体
装置とその製造方法に関する。
達成するためにコレクタ・ベース構造を改良した半導体
装置とその製造方法に関する。
従来、バイポーラトランジスタでは、高速性を達成する
ために、各種寄生抵抗、寄生容量の減少をはかってきた
。寄生容量の中ではコレクタ・ベース容１（ｃｃｓ）が
スピードに対して最も影響があるため、このコレクタ・
ベース容量を減少させる必要がある。
ために、各種寄生抵抗、寄生容量の減少をはかってきた
。寄生容量の中ではコレクタ・ベース容１（ｃｃｓ）が
スピードに対して最も影響があるため、このコレクタ・
ベース容量を減少させる必要がある。
従来コレクタ・ベース容量を減少させる方法としては、
外部ベース領域とエピタキシャル層領域との接触面を小
さくすることが考えられており、例えば、窒化膜のサイ
ドエッチを利用して、接触面の減少を図っている（”８
６ＩＩＥＤ）’Ｉでの日立製作所の発表、ＮＴＴの５Ｓ
Ｔ−ＩＢプロセスなど）。
外部ベース領域とエピタキシャル層領域との接触面を小
さくすることが考えられており、例えば、窒化膜のサイ
ドエッチを利用して、接触面の減少を図っている（”８
６ＩＩＥＤ）’Ｉでの日立製作所の発表、ＮＴＴの５Ｓ
Ｔ−ＩＢプロセスなど）。
第３図（ａ） 〜（ｆ）は従来の５ＳＴ（Ｓｕｐｅｒ
Ｓｅｌｆ−Ａｌｉｇｎｍｅｒｉｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ
ｙ）構造バイポーラトランジスタのエミッタ・ベース部
分の製造工程断面図である。
Ｓｅｌｆ−Ａｌｉｇｎｍｅｒｉｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ
ｙ）構造バイポーラトランジスタのエミッタ・ベース部
分の製造工程断面図である。
まず、同図（ａ）に示す如く、シリコン基板ｌには、通
常の方法により素子分離用の酸化膜２が形成され、エピ
タキシャルＮ３の表面に窒化膜４、ポリシリコン膜５、
酸化膜６が順次形成される。
常の方法により素子分離用の酸化膜２が形成され、エピ
タキシャルＮ３の表面に窒化膜４、ポリシリコン膜５、
酸化膜６が順次形成される。
次に、同図（ｂ）に示す如く、窒化膜４を残しバターニ
ングによりベース開口窓７を形成する。
ングによりベース開口窓７を形成する。
次に、同図（Ｃ）に示す如く、酸化によりベース開口窓
７の側壁に酸化膜を形成する。
７の側壁に酸化膜を形成する。
次に、同図（ｄ）に示す如く、ベース開口窓７の窒化膜
４をリン酸ボイルなどによりサイドエッチする。
４をリン酸ボイルなどによりサイドエッチする。
次に、同図（ｅ）に示す如く、サイドエッチ部にポリシ
リコンを埋め込み、ポリシリコン膜５の下のエピタキシ
ャル層３に外部ベース領域８を形成する。
リコンを埋め込み、ポリシリコン膜５の下のエピタキシ
ャル層３に外部ベース領域８を形成する。
次に、同図（ｆ）に示す如く、軽く酸化を行った後、イ
オン注入などによりエミッタ領域９を形成し、エミッタ
電極用ポリシリコンｌＯを形成する。
オン注入などによりエミッタ領域９を形成し、エミッタ
電極用ポリシリコンｌＯを形成する。
上記方法により外部ベース領域８とエピタキシャル層３
ＳＪｔ域との接触面を小さくし、コレクタ・ベース容
量を小さくすることができる。
ＳＪｔ域との接触面を小さくし、コレクタ・ベース容
量を小さくすることができる。
しかし、従来の方法では、窒化膜４のサイドエッチ及び
サイドエッチ部へのポリシリコンの埋め込みといった、
複雑で不安定な工程を使用しなければならなかった。ま
た、接触面積が異なることによりベース抵抗（Ｒｂｂ・
）の不安定（増大）にもつながっている。
サイドエッチ部へのポリシリコンの埋め込みといった、
複雑で不安定な工程を使用しなければならなかった。ま
た、接触面積が異なることによりベース抵抗（Ｒｂｂ・
）の不安定（増大）にもつながっている。
そこで本発明は、コレクタ・ベース容量を減少させ高速
化を図ることができる半導体装置とその製造方法を提供
することを目的とする。
化を図ることができる半導体装置とその製造方法を提供
することを目的とする。
（！！ｌ！題を解決する手段）
上記目的は、シリコン基板の埋込み層上に形成した高抵
抗エピタキシャル層と、この高抵抗エピタキシャル層に
形成した内部ベース領域と、この内部ベース領域直下の
みの高抵抗エピタキシャル層に形成したＮ型不純物の拡
１ｔＨＪＴ域とを具備してなる半導体装置、及びシリコ
ン基板の埋込み層上に低不純物濃度の高抵抗エピタキシ
ャル層を形成する工程と、前記高抵抗エピタキシャル層
の内部ベース領域の直下のみに、イオン注入によりＮ型
不純物の拡散領域を形成する工程とを具備する半導体装
置の製造方法によって達成される。
抗エピタキシャル層と、この高抵抗エピタキシャル層に
形成した内部ベース領域と、この内部ベース領域直下の
みの高抵抗エピタキシャル層に形成したＮ型不純物の拡
１ｔＨＪＴ域とを具備してなる半導体装置、及びシリコ
ン基板の埋込み層上に低不純物濃度の高抵抗エピタキシ
ャル層を形成する工程と、前記高抵抗エピタキシャル層
の内部ベース領域の直下のみに、イオン注入によりＮ型
不純物の拡散領域を形成する工程とを具備する半導体装
置の製造方法によって達成される。
すなわち、コレクタ・ベース容量を減少させる方法とし
て、接触面積でなく、濃度を利用する方法であり、外部
ベース領域下はノンドープド領域とし、内部ベース領域
直下のみＮ型領域とする。
て、接触面積でなく、濃度を利用する方法であり、外部
ベース領域下はノンドープド領域とし、内部ベース領域
直下のみＮ型領域とする。
本発明では、上記接触面積を一定にして、ドーパント量
を限りなく零に近づけることにより、外部ベース部によ
る容量が少なくなる。これは、容量（Ｃ）が軽くドープ
された側の濃度（Ｎ）の１／２に比例することによる。
を限りなく零に近づけることにより、外部ベース部によ
る容量が少なくなる。これは、容量（Ｃ）が軽くドープ
された側の濃度（Ｎ）の１／２に比例することによる。
従って、コレクタ・ベース容量への寄与は内部ベース領
域のみとなり、高速化を図ることができる。また、電流
の流れる所はベース領域直下のみとなるため、このベー
ス領域直下のＮ型の濃度を上げることにより、コレクタ
抵抗の減少にもつながる。
域のみとなり、高速化を図ることができる。また、電流
の流れる所はベース領域直下のみとなるため、このベー
ス領域直下のＮ型の濃度を上げることにより、コレクタ
抵抗の減少にもつながる。
さらに、内部ベース領域の直下のみに、イオン注入によ
りＮ型不純物の拡散領域を形成するため、製造も容易に
なり、精度よくなる。
りＮ型不純物の拡散領域を形成するため、製造も容易に
なり、精度よくなる。
〔実施例］
以下、本発明を図示の一実施例により具体的に説明する
。
。
第１図（ａ）〜（ｅ）は本発明実施例のバイポーラトラ
ンジスタの製造工程断面図である。
ンジスタの製造工程断面図である。
まず、同図（ａ）に示す如く、ｐ型シリコン基板１１に
高濃度のＮ゛埋込層１２を形成し、そのＮ°埋込み層１
２上に濃度の低い高抵抗エピタキシャル層１３を成長さ
せ、素子分離用とベース・コレクタ分離の酸化シリコン
膜１４を形成する。
高濃度のＮ゛埋込層１２を形成し、そのＮ°埋込み層１
２上に濃度の低い高抵抗エピタキシャル層１３を成長さ
せ、素子分離用とベース・コレクタ分離の酸化シリコン
膜１４を形成する。
次に、同図ら）に示す如く、ポリシリコン膜１５を２０
００〜５０００人程度の膜厚に成長させ、酸化シリコン
膜などを形成し、所定のバターニングを行った後、コレ
クタ側にはリンまたはヒ素（Ｐ、Ａｓ）などのＮ１不純
物を、ベース側にはボロン（Ｂ）などのＰ゛不純物をそ
れぞれイオン注入し、電極を形成する。
００〜５０００人程度の膜厚に成長させ、酸化シリコン
膜などを形成し、所定のバターニングを行った後、コレ
クタ側にはリンまたはヒ素（Ｐ、Ａｓ）などのＮ１不純
物を、ベース側にはボロン（Ｂ）などのＰ゛不純物をそ
れぞれイオン注入し、電極を形成する。
次に、同図（Ｃ）に示す如く、全面に絶縁膜としてＣＶ
Ｄ法による酸化シリコン膜１６を堆積する。そして、バ
ターニングによりベース用窓１７を開口した後、リン（
Ｐ）をまず、２００〜４００ＫｅＶ、ドーズ量８×１Ｏ
１４ｃＩ１１−２以上で、次に、１００〜２００ＫｅＶ
、ドーズ量ｌＸｌ０”〜１ＱＩ３ｃ「２程度で２回に分
けてイオン注入する。その後アニールによりベース用窓
１７下部ののエピタキシャル層１３に、Ｎ−及びＮ゛の
拡散領域１８を形成する。
Ｄ法による酸化シリコン膜１６を堆積する。そして、バ
ターニングによりベース用窓１７を開口した後、リン（
Ｐ）をまず、２００〜４００ＫｅＶ、ドーズ量８×１Ｏ
１４ｃＩ１１−２以上で、次に、１００〜２００ＫｅＶ
、ドーズ量ｌＸｌ０”〜１ＱＩ３ｃ「２程度で２回に分
けてイオン注入する。その後アニールによりベース用窓
１７下部ののエピタキシャル層１３に、Ｎ−及びＮ゛の
拡散領域１８を形成する。
次に、同図（ｄ）に示す如く、酸化またはＣＶＤ法によ
る酸化シリコン膜を堆積し、Ｉ？ＩＩＥ（反応性イオン
エツチング）によりベース用窓１７の側壁に酸化シリコ
ン膜を残す。そして、内部ベース用のイオン注入を行い
、アニールによりＰ−内部ベース領域１９、Ｐ゛外部ベ
ース領域２０を形成する。
る酸化シリコン膜を堆積し、Ｉ？ＩＩＥ（反応性イオン
エツチング）によりベース用窓１７の側壁に酸化シリコ
ン膜を残す。そして、内部ベース用のイオン注入を行い
、アニールによりＰ−内部ベース領域１９、Ｐ゛外部ベ
ース領域２０を形成する。
次に、同図（ｄ）に示す如く、ドープド・ポリシリコン
を堆積するか、またはポリシリコンを堆積した後イオン
注入し、エツチングによりエミッタ領域２１を形成する
。そして、コレクタ用窓２２、ベース用マド２３を開口
し、図示しないアルミニュウム膜を堆積し、バターニン
グによりアルミニュウム配線層を形成する。
を堆積するか、またはポリシリコンを堆積した後イオン
注入し、エツチングによりエミッタ領域２１を形成する
。そして、コレクタ用窓２２、ベース用マド２３を開口
し、図示しないアルミニュウム膜を堆積し、バターニン
グによりアルミニュウム配線層を形成する。
第２図は本発明実施例による第１図（ｅ）のＡ−Ａに沿
った方向の不純物濃度分布図を示す。同図において、ポ
リシリコンのエミッタ領域２１は、Ｎ゛不純物を１０”
ｃｍ−”程度導入した高不純物濃度領域が形成され、ご
のエミッタ領域２１の下部には、Ｐ−不純物を１０１１
０ｌ８”程度導入したＰ−内部ベース領域１９が形成さ
れ、このＰ−内部ベース領域１９の下部のエピタキシャ
ル層１３には、Ｎ−不純物を１０１１０ｌ６”程度及び
Ｎ＋不純物を１０”ｃｍ−３程度導入した拡散領域１８
が形成され、この拡散領域１８の下部にＮ゛不純物を１
０”ｃｍ””程度導入したＮ゛埋込層１２が形成される
。
った方向の不純物濃度分布図を示す。同図において、ポ
リシリコンのエミッタ領域２１は、Ｎ゛不純物を１０”
ｃｍ−”程度導入した高不純物濃度領域が形成され、ご
のエミッタ領域２１の下部には、Ｐ−不純物を１０１１
０ｌ８”程度導入したＰ−内部ベース領域１９が形成さ
れ、このＰ−内部ベース領域１９の下部のエピタキシャ
ル層１３には、Ｎ−不純物を１０１１０ｌ６”程度及び
Ｎ＋不純物を１０”ｃｍ−３程度導入した拡散領域１８
が形成され、この拡散領域１８の下部にＮ゛不純物を１
０”ｃｍ””程度導入したＮ゛埋込層１２が形成される
。
上記構造のバイボータトランジスタによれば、外部ベー
ス領域２０の面積を一定にして、この外部ベース領域２
０下部に高抵抗エピタキシャル層１３が形成され、内部
ベース領域の下部のみＮ型拡散領域１８が形成されるた
め、外部ベース領域２０による容量が少なくなり、コレ
クタ・ベース容量への寄与は内部ベース領域１９のみと
なる。従って、コレクタ・ベース容量を極めて小さくす
ることができ、高速化を図ることができる。
ス領域２０の面積を一定にして、この外部ベース領域２
０下部に高抵抗エピタキシャル層１３が形成され、内部
ベース領域の下部のみＮ型拡散領域１８が形成されるた
め、外部ベース領域２０による容量が少なくなり、コレ
クタ・ベース容量への寄与は内部ベース領域１９のみと
なる。従って、コレクタ・ベース容量を極めて小さくす
ることができ、高速化を図ることができる。
また、電流の流れる所は、内部ベース領域１９の直下の
みとなり、この直下の拡散領域１）３のＮ型不純物濃度
を上げることにより、コレクタ抵抗を減少させるごとが
できる。
みとなり、この直下の拡散領域１）３のＮ型不純物濃度
を上げることにより、コレクタ抵抗を減少させるごとが
できる。
ざらに、上記製造方法では、従来のように窒化膜のサイ
ドエッチ及びこのサイドエッチ部へのポリシリコンの埋
込みなどの不安定な工程を必要とせず、製造が容易にな
る。また、接触面積も精度よく作ることができ、ベース
抵抗が不安定になることがなくなる。
ドエッチ及びこのサイドエッチ部へのポリシリコンの埋
込みなどの不安定な工程を必要とせず、製造が容易にな
る。また、接触面積も精度よく作ることができ、ベース
抵抗が不安定になることがなくなる。
なお、本発明においては、高抵抗エピタキシャル層に形
成した内部ベース領域直下のみにＮ型不純物の拡散領域
を形成し、外部ベース領域の下部には高抵抗エピタキシ
ャル層にすればよく、このようなエピタキシャル層は、
不純物をノンドープまたは低濃度ドープ（１０′２〜１
０”ｃｍ−’程度）にすればよい。
成した内部ベース領域直下のみにＮ型不純物の拡散領域
を形成し、外部ベース領域の下部には高抵抗エピタキシ
ャル層にすればよく、このようなエピタキシャル層は、
不純物をノンドープまたは低濃度ドープ（１０′２〜１
０”ｃｍ−’程度）にすればよい。
また、内部ベース領域直下のみの高抵抗エピタキシャル
層のＮ型不純物の拡＋１４１領域はイオン注入を２回行
うごとにより、低濃度及び高濃度の拡散領域を形成する
ことができろ。
層のＮ型不純物の拡＋１４１領域はイオン注入を２回行
うごとにより、低濃度及び高濃度の拡散領域を形成する
ことができろ。
以上説明したように本発明によれば、外部ベース領域下
はノンドープド領域とし、内部ベースｆｉＪｆ域直下の
みＮ型領域とすることにより、コレクタ・ベース容量を
減少させ高速化を図ることができる。また、複雑な工程
を必要とせず簡単に製造することができる。
はノンドープド領域とし、内部ベースｆｉＪｆ域直下の
みＮ型領域とすることにより、コレクタ・ベース容量を
減少させ高速化を図ることができる。また、複雑な工程
を必要とせず簡単に製造することができる。
第１図（ａ）〜（ｅ）は本発明実施例のバイポーラトラ
ンジスタの製造工程断面図、 第２図は本発明実施例による第１図（ｅ）のＡ −Ａ
諜に沿った方向の不純物濃度分布図、 第３図（ａ）〜（ｆ）は従来のＳＳＴ構造バイポーラト
ランジスタの製造工程断面図である。 図中、 １１はｐ型シリコン基板、 １２はＮ１埋込み層、 １３は高抵抗エピタキシャル層、 １４は酸化シリコン膜、 １５はポリシリコン膜、 １６は酸化シリコン膜、 １７はベース用窓、 １８は拡散領域、 １９はＰ−内部ベース領域１ ．２０はＰ°外部ベース領域、 ２１はエミッタ領域、 ２２はコレクタ用窓、 ２３はベース用窓 を示す。 特許出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 久木元 彰 同 大菅義之 ｐ （Ｎ Ｍ−ｓの■トの０９ ．とさ、
／−＼
、−へ、Ｃ１２・ で
ンジスタの製造工程断面図、 第２図は本発明実施例による第１図（ｅ）のＡ −Ａ
諜に沿った方向の不純物濃度分布図、 第３図（ａ）〜（ｆ）は従来のＳＳＴ構造バイポーラト
ランジスタの製造工程断面図である。 図中、 １１はｐ型シリコン基板、 １２はＮ１埋込み層、 １３は高抵抗エピタキシャル層、 １４は酸化シリコン膜、 １５はポリシリコン膜、 １６は酸化シリコン膜、 １７はベース用窓、 １８は拡散領域、 １９はＰ−内部ベース領域１ ．２０はＰ°外部ベース領域、 ２１はエミッタ領域、 ２２はコレクタ用窓、 ２３はベース用窓 を示す。 特許出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 久木元 彰 同 大菅義之 ｐ （Ｎ Ｍ−ｓの■トの０９ ．とさ、
／−＼
、−へ、Ｃ１２・ で
Claims (2)
- （１）シリコン基板（１１）の埋込み層（１２）上に形
成した高抵抗エピタキシャル層（１３）と、この高抵抗
エピタキシャル層（１３）に形成した内部ベース領域（
１９）と、この内部ベース領域（１９）直下のみの高抵
抗エピタキシャル層（１３）に形成したＮ型不純物の拡
散領域（１８）とを具備してなる半導体装置。 - （２）シリコン基板（１１）の埋込み層（１２）上に低
不純物濃度の高抵抗エピタキシャル層（１３）を形成す
る工程と、前記高抵抗エピタキシャル層（１３）の内部
ベース領域（１９）の直下のみに、イオン注入によりＮ
型不純物の拡散領域（１８）を形成する工程とを含む半
導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13942388A JPH01309371A (ja) | 1988-06-08 | 1988-06-08 | 半導体装置とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13942388A JPH01309371A (ja) | 1988-06-08 | 1988-06-08 | 半導体装置とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01309371A true JPH01309371A (ja) | 1989-12-13 |
Family
ID=15244861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13942388A Pending JPH01309371A (ja) | 1988-06-08 | 1988-06-08 | 半導体装置とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01309371A (ja) |
-
1988
- 1988-06-08 JP JP13942388A patent/JPH01309371A/ja active Pending
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