JPH02205033A - Bipolar transistor and manufacture thereof - Google Patents

Bipolar transistor and manufacture thereof

Info

Publication number
JPH02205033A
JPH02205033A JP2384389A JP2384389A JPH02205033A JP H02205033 A JPH02205033 A JP H02205033A JP 2384389 A JP2384389 A JP 2384389A JP 2384389 A JP2384389 A JP 2384389A JP H02205033 A JPH02205033 A JP H02205033A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
type
film
emitter
layer
polycrystalline
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2384389A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masao Kondo
将夫 近藤
Takeo Shiba
健夫 芝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2384389A priority Critical patent/JPH02205033A/en
Publication of JPH02205033A publication Critical patent/JPH02205033A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Bipolar Transistors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To extend the limit of the longitudinal miniaturization of a bipolar transistor and to operate at a high speed by providing an N-type impurity concentration of a protrusion of a predetermined N-type single crystalline Si, and forming part of an emitter of a hetero material except an N-type polycrystalline Si film or a crystalline Si on the N-type single crystalline Si. CONSTITUTION:After an epitaxial Si layer 3 formed with a base layer is exposed, a polycrystalline Si film is deposited, and BF2+ is implanted by ion implanting. Thereafter, an SiO2 film formed by completely oxidizing the polycrystalline Si is removed, and a base layer 4 of peak concentration 1X10<19>cm<-3> is formed. Then, an N-type epitaxial layer 8 selectively formed on an opening. Subsequently, after the P concentration is deposited on an N-type polycrystalline Si film of X10<20>cm<-3>, it is patterned by etching as a normal photolithography to form an emitter 9. An N-type fine crystalline Si film laminated by a normal plasma CVD method or a hetero material of other wire band gap may be employed instead of the N-type Polycrystalline Si film of the part.

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
の構造及び製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to the structure and manufacturing method of a bipolar transistor suitable for high-speed operation.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

エミッタにヘテロ材料を用いないバイポーラトランジス
タに関して本発明に最も近い公知例についてはアイ・イ
ー・デイ−・エム87第170頁から第173頁におい
て論じられている。
The known example closest to the present invention regarding bipolar transistors that do not use heteromaterials in the emitter is discussed in IEDM 87, pages 170 to 173.

バイポーラトランジスタの縦方向の微細化を進めていっ
た場合の特性的な問題からの限界が論じられている。そ
れによるとバイポーラの縦方向微細化の限界は、(1)
エミッターベース接合の高濃度化によるリーク電流の増
大、(2)ベース幅の縮小によるパンチスルーの発生、
(3)エミッタへの少数キャリアの蓄積による動作速度
の飽和、により決まるとされている。
Limitations due to characteristic problems when vertical miniaturization of bipolar transistors is advanced are discussed. According to this, the limit of vertical miniaturization of bipolar is (1)
(2) Increase in leakage current due to high concentration of emitter-base junction; (2) occurrence of punch-through due to reduction in base width;
(3) It is said that it is determined by the saturation of the operating speed due to the accumulation of minority carriers in the emitter.

エミッタにヘテロ材料を用いるバイポーラトランジスタ
に関して本発明に最も近い公知例については、電子通信
学会技術研究報告VoQ、86Nα32pp29〜34
において論じられている。
Regarding the known example closest to the present invention regarding a bipolar transistor using a hetero material for the emitter, see IEICE Technical Research Report VoQ, 86Nα32pp29-34.
It is discussed in

エミッタとベースかヘテロ接合の場合、ヘテロ接合とp
n接合の位置を適当な距離だけずらせる、すなわちSi
単結晶基板にエミッタの一部としてn型層を形成すると
、ヘテロ接合の効果を損うことなしに、接合特性が改善
できるということが計算機によるシミュレーション結果
に基づいて論じられている。
In case of emitter and base or heterojunction, heterojunction and p
The position of the n-junction is shifted by an appropriate distance, that is, Si
It has been argued based on computer simulation results that forming an n-type layer as part of an emitter on a single crystal substrate can improve junction characteristics without impairing the effect of a heterojunction.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記従来技術では、エミッタにヘテロ材料を用いる場合
でもそうでない場合でも、前記三点の問題点により縦方
向の微細化に限界が生じる。
In the above-mentioned prior art, regardless of whether a heterogeneous material is used for the emitter or not, there are limits to vertical miniaturization due to the three problems mentioned above.

ところで、前述の三つの問題点(1)〜(3)は互いに
密接な関係がある。素子の微細化において前記(2)の
パンチスルー防止のためにはベース不純物濃度を大きく
する必要がある。すなわち、ベース不純物濃度を大きく
しないでベース幅を縮小していくとエミッターコレクタ
間でパンチスルーが発生する。ところで前記(1)の問
題点は、エミッタ不純物濃度が従来技術でのlXl0”
■−8程度でベース濃度が一定以上になるとエミッタと
ベースとの間にトンネルによるリーク電流が発生すると
いう現象である。このベース不純物濃度の限界濃度は5
 X 10 ”an−8程度である。
By the way, the three problems (1) to (3) mentioned above are closely related to each other. In order to prevent the punch-through described in (2) above in miniaturizing elements, it is necessary to increase the base impurity concentration. That is, if the base width is reduced without increasing the base impurity concentration, punch-through occurs between the emitter and the collector. By the way, the problem with (1) above is that the emitter impurity concentration is
(2) When the base concentration exceeds a certain level at about -8, a leakage current occurs due to tunneling between the emitter and the base. The limit concentration of this base impurity concentration is 5
It is about X 10 "an-8".

不純物濃度を(1)から決まる上限の5×1018■−
8とした場合、パンチスルーが起こらないベース幅の下
限は約400人となる。
The upper limit of impurity concentration determined from (1) is 5×1018■-
8, the lower limit of the base width at which punch-through does not occur is approximately 400 people.

また、ベース濃度を高くした場合に、従来技術の不純物
濃度プロファイルでは、Si単結晶部分のエミッタでは
高濃度のn型不純物の他に高濃度のn型不純物が含まれ
ることになる。その場合にはエミッタ部分のバンドギャ
ップはn型不純物による狭ギャップ化の他にn型不純物
による狭ギャップ化が起こる。すなわち、n型不純物濃
度が10”an−8以下では狭ギャップ化が起こらない
が、それ以上では狭ギャップ化が起こり、10110l
9”では30 m e V程度バンドギャップが狭くな
る。
Furthermore, when the base concentration is increased, the impurity concentration profile of the prior art includes high concentration n-type impurities in addition to high concentration n-type impurities in the emitter of the Si single crystal portion. In that case, the band gap of the emitter portion is narrowed not only by the n-type impurity but also by the n-type impurity. In other words, when the n-type impurity concentration is below 10"an-8, gap narrowing does not occur, but when it is above it, gap narrowing occurs, and 10"an-8
9'', the bandgap becomes narrower by about 30 m e V.

従来技術ではベース濃度が高くなると狭バンドギヤツプ
化がより進む。これが原因でエミッタに注入されるホー
ルが増加し微細化を進めても(3)に述べた動作速度の
飽和が起こってしまう。
In the prior art, as the base concentration increases, the bandgap becomes narrower. This causes an increase in the number of holes injected into the emitter, and even if miniaturization is advanced, the operating speed will reach saturation as described in (3).

本発明の目的は、上記の従来技術における問題点を解消
もしくは改善し、バイポーラトランジスタの縦方向微細
化の限界を拡張し従来よりもさらに高速動作が可能なバ
イポーラトランジスタを作製することである。
An object of the present invention is to eliminate or improve the problems in the prior art described above, to expand the limits of vertical miniaturization of bipolar transistors, and to produce bipolar transistors that can operate at higher speeds than conventional ones.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的は以下に技術手段を採用することにより達成さ
れる。
The above objective is achieved by adopting the following technical means.

まず第1の手段として、多結晶Siもしくはヘテロ材料
からなるn十型エミッタとp型ベースの間にはさまれた
単結晶Siよりなるエミツタ層が、従来のようにn型不
純物がp型不純物で補償されているのではなく、n型不
純物のみ含まれるようにする。
First, as a first method, an emitter layer made of single crystal Si sandwiched between an n-type emitter made of polycrystalline Si or a hetero material and a p-type base is formed so that the n-type impurity is replaced with the p-type impurity as in the conventional method. Instead of being compensated by , only n-type impurities are included.

次に第2の手段として、上記のN型単結晶Siよりなる
エミツタ層のn型不純物濃度を従来技術による場合のよ
うにI X 10 ”cxa−”程度の固溶限に近い値
にするのではなく、lXl0”■−8〜5X 10 工
9am−8程度にする。またベースのp型不純物濃度が
大きくなるにつれて、この濃度をより低くする。
Next, as a second means, the n-type impurity concentration of the emitter layer made of the above-mentioned N-type single crystal Si is set to a value close to the solid solubility limit of about I x 10 "cxa-" as in the case of the conventional technology. Instead, it is set to about 1X10''-8 to 5X10 9am-8. Also, as the p-type impurity concentration of the base increases, this concentration is lowered.

例えばベース濃度がI X L q 工9am−8の場
合はIX 10 ”am−8以下、ベース濃厚が3 X
 10 ”、Ca1−8の場合は6×1018cn−3
以下にすると良い。
For example, if the base concentration is 9 am-8, the base concentration is 3
10”, 6×1018cn-3 for Ca1-8
It is best to do the following.

次に第3の手段として、上記のn型単結晶Siよりなる
エミツタ層の厚さを、ベース−エミッタ接合のエミッタ
側に延びた空乏層幅よりも大きく、500人よりも小さ
くする。
Next, as a third means, the thickness of the emitter layer made of n-type single crystal Si is made larger than the width of the depletion layer extending toward the emitter side of the base-emitter junction and smaller than 500 nm.

以上の技術手段により上記問題点が解消もしくは改善で
きる。尚上記第1ないし第3の各手段は各々単独でも効
果を奏するものであるが、第2と第3の手段を併用する
のが好ましい形態であり、その上でさらに第1の手段を
用いるのがより好ましい。
The above-mentioned technical means can solve or improve the above-mentioned problems. Although each of the first to third means described above is effective when used alone, it is preferable to use the second and third means in combination. is more preferable.

〔作用〕[Effect]

従来技術による場合の単結晶Si部分のエミッタではn
型不純物がベースを形成するp型不純物によって補償さ
れておりそのためにn型不純物のみの場合よりもバンド
ギャップが狭くなっている。
In the emitter of the single crystal Si part in the case of the conventional technology, n
The type impurity is compensated by the p-type impurity forming the base, so the bandgap is narrower than in the case of only n-type impurities.

上記の第1の手段を採用して単結晶Si部分のエミッタ
のp型の不純物濃度が10”am−’以、上になるよう
にすれば、ベースのp型不純物濃度にかかわらず余分の
狭バンドギヤツプ化は防止できる。
If the first means described above is adopted and the p-type impurity concentration of the emitter of the single crystal Si portion is set to 10"am-' or more, the extra narrowing can be achieved regardless of the p-type impurity concentration of the base. Bandgap formation can be prevented.

それによって、エミッタへのホールの注入が抑制され、
少数キャリアの蓄積が少なくなり素子の縦方向の微細化
を進めた場合の動作速度の飽和および電流増幅率の低下
を防ぐことが可能となる。
This suppresses hole injection into the emitter,
Accumulation of minority carriers is reduced, making it possible to prevent saturation of operating speed and reduction of current amplification factor when the device is further miniaturized in the vertical direction.

上記第2の手段を採用して、単結晶Si部分のエミッタ
のn型不純物濃度を5 X 10 工906−a以下に
すればベースの不純物濃度が5 X 10 ”txa−
3以上の高濃度になっても接合の空乏層幅は120人程
度以上になるためのキャリアのトンネルによるリーク電
流は抑制される。このことによってベースの不純物濃度
についての上限が取り払われるため、パンチスルーを起
こさずにベース幅を縮小することも可能となる。
By adopting the second means and reducing the n-type impurity concentration of the emitter of the single crystal Si portion to 5 x 10"txa-a or less, the impurity concentration of the base can be reduced to 5 x 10"txa-
Even at a high concentration of 3 or more, the width of the junction depletion layer is about 120 or more, so leakage current due to carrier tunneling is suppressed. This removes the upper limit on the impurity concentration of the base, making it possible to reduce the base width without causing punch-through.

また上記第1の手段が採用されている場合には以下に述
べる理由によりエミッタの不純物濃度を低くしてもI 
X 10 ”m−3以上・であればベース電流の増加、
すなわち電流増幅率の低下は起こらな+11゜ まず、ベース電流Jpは式(1)により表わされる。
Furthermore, when the above first means is adopted, even if the emitter impurity concentration is lowered, I
If it is more than X 10"m-3, the base current increases,
That is, the current amplification factor does not decrease by +11°.First, the base current Jp is expressed by equation (1).

ここでPoはエミッタの平衡ホール密度、DPはエミッ
タでのホール拡散定数、Pはエミッタのx −ル密度勾配である。
where Po is the equilibrium hole density in the emitter, DP is the hole diffusion constant in the emitter, and P is the x-L density gradient in the emitter.

第9図に300KにおけるPoとn型不純物濃度との関
係を示す。破線は狭バンドギヤツプ現象を考慮しない場
合、実線は、実際の場合を示す。
FIG. 9 shows the relationship between Po and n-type impurity concentration at 300K. The dashed line shows the case without considering the narrow band gap phenomenon, and the solid line shows the actual case.

これによるとlXl0”an−3以上の高不純物濃度領
域では狭バンドギャップ化東こよりPoがほとんdx ここで、Spは多結晶Siもしくはヘテロ材料と単結晶
Siとの界面の少数キャリアの実効的再結合速度、u+
qはその界面での規格化されたホール濃度、τは単結晶
Siエミッタのホールのライフタイムである。
According to this, in the high impurity concentration region of lXl0"an-3 or higher, Po is almost dx due to the narrow bandgap. Here, Sp is the effective regeneration of minority carriers at the interface between polycrystalline Si or hetero material and single crystal Si. Binding rate, u+
q is the normalized hole concentration at the interface, and τ is the lifetime of holes in the single crystal Si emitter.

単結晶Si部分のエミッタの不純物濃度が低くなった場
合にはusとτが増加して(2)式右辺の第1項が増大
し、第2項が減少する。多結晶Siや微結晶Si等のヘ
テロ材料を用いた場合はSp= 100〜30 QC!
Q/Seeと小さく第1項の増大量よりも第2項の減少
量の方が少なくなることばに大きくなることはない。以
上の理由により単結晶Si部分のエミッタの不純物濃度
を低くしても1×1018■−3以上であればベース電
流Jpの増加は起こらない。
When the impurity concentration of the emitter in the single-crystal Si portion decreases, us and τ increase, and the first term on the right side of equation (2) increases and the second term decreases. When using a hetero material such as polycrystalline Si or microcrystalline Si, Sp = 100 to 30 QC!
Q/See is small and the amount of decrease in the second term is less than the amount of increase in the first term, but it does not become large. For the above reasons, even if the impurity concentration of the emitter of the single crystal Si portion is lowered, the base current Jp will not increase if it is 1.times.10.sup.18.sup.-3 or more.

エミッタに注入されたホールは少数キャリアとして単結
晶Si部分と多結晶Siもしくはヘテロ材料の部分に蓄
積する。多結晶Siもしくは微結晶Si等のヘテロ材料
中ではホールの拡散長は500Å以下であるためホール
の蓄積は単結晶Siとの界面から500人以内の部分で
起こっている(第10図参照)。従ってエミッタでの少
数キャリアの蓄積量を低減し、素子特性を改善するため
には、上記の第3の手段を採用して単結晶Si部分のエ
ミツタ層の厚さを500Å以下にすることが有効である
(第10図参照)。この厚さを小さくすればするほど少
数キャリアの蓄積量は減少するため、素子特性は改善さ
れるが、ベース−エミッタ接合の空乏層が単結晶Siと
多結晶Siもしくはヘテロ材料との界面に接する界面準
位の存在によりエミッターベース間のリーク電流が増大
する。従って単結晶Si部分のエミツタ層の厚さは、ベ
ース−エミッタ接合の空乏層のエミッタ側に延びた部分
の厚さよりも大きくする必要がある。
Holes injected into the emitter accumulate as minority carriers in the single crystal Si portion and the polycrystalline Si or hetero material portion. Since the diffusion length of holes in heterogeneous materials such as polycrystalline Si or microcrystalline Si is less than 500 Å, hole accumulation occurs within 500 nm from the interface with single crystal Si (see FIG. 10). Therefore, in order to reduce the amount of minority carriers accumulated in the emitter and improve device characteristics, it is effective to adopt the third method described above and reduce the thickness of the emitter layer in the single crystal Si portion to 500 Å or less. (See Figure 10). As this thickness is made smaller, the amount of accumulated minority carriers decreases, and the device characteristics are improved. The presence of interface states increases emitter-base leakage current. Therefore, the thickness of the emitter layer in the single-crystal Si portion must be greater than the thickness of the portion of the base-emitter junction depletion layer extending toward the emitter side.

また上記第1.第2の手段が採用されている場合には、
以下に述べる理由により単結晶Si部分のエミツタ層の
厚さを小さくしてベース電流の増加、すなわち電流増幅
率の大きな低下は起こらない。単結晶Si部分のエミッ
タ濃度が低い場合バルク中での再結合が無視できるとす
ると式(2)はdx となる。例えば単結晶Si部分のエミッタ濃度が5×1
0188国−8でSP が30000 an/seeの
場合を考えるとDpは5 csl / see程度であ
るからdx となり2000人程度0厚さのエミッタ中ではホール濃
度の変化は高々10%余りである。式(1)と(3)よ
り Jp= −qPoSpus         ・=(5
)であるため、単結晶Si部分のエミッタの厚さを小さ
くしてもusすなわちJpの変化は高々10%程度とな
り、電流増幅率の大きな低下は起こらない。
Also, the above 1. If the second method is adopted,
For the reasons described below, by reducing the thickness of the emitter layer in the single crystal Si portion, an increase in the base current, that is, a large decrease in the current amplification factor does not occur. Assuming that recombination in the bulk can be ignored when the emitter concentration of the single crystal Si portion is low, equation (2) becomes dx. For example, the emitter concentration of the single crystal Si part is 5×1
Considering the case where SP is 30,000 an/see in 0188 country-8, Dp is about 5 csl/see, so dx becomes dx, and the change in hole concentration in an emitter with a thickness of about 2,000 is more than 10% at most. From equations (1) and (3), Jp= −qPoSpus ・=(5
), even if the thickness of the emitter in the single crystal Si portion is reduced, the change in us, that is, Jp, will be about 10% at most, and the current amplification factor will not decrease significantly.

以上に述べた理由により、上記第1〜第3の手段を採用
すれば、バイポーラトランジスタの従来技術による縦方
法の微細化の限界を拡張し、さらに高速動作が可能なバ
イポーラトランジスタを作製することが可能となる。
For the reasons stated above, by adopting the first to third means described above, it is possible to expand the limits of vertical miniaturization of bipolar transistors using conventional technology and to fabricate bipolar transistors capable of higher-speed operation. It becomes possible.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の第1の実施例を第1図および第2図により説明
する。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

まず第1図において1はp型Si基板、2はn十型埋込
層、3はn型エピタキシャル層、4はp型単結晶Si層
、5,7は5iOz膜、6はp型多結晶Si膜、8はn
型エピタキシャル層の突起、9はn十型の多結晶Si膜
もしくは微結晶Si膜、10は金属電極である。9が他
のn十型ヘテロ材料であっても良い。2,3はコレクタ
、4はベース、6はベース引き出し電極、8,9はエミ
ッタとしてそれぞれはたらく。
First, in Fig. 1, 1 is a p-type Si substrate, 2 is an n-type buried layer, 3 is an n-type epitaxial layer, 4 is a p-type single crystal Si layer, 5 and 7 are 5iOz films, and 6 is a p-type polycrystalline layer. Si film, 8 is n
The protrusions of the type epitaxial layer, 9 are n0 type polycrystalline Si films or microcrystalline Si films, and 10 are metal electrodes. 9 may be another n-type hetero material. 2 and 3 serve as collectors, 4 as a base, 6 as base extraction electrodes, and 8 and 9 as emitters, respectively.

第1図のA−A’で切断した部分の各層の不純物濃度と
厚さを第2図により説明する。多結晶Siもしくはヘテ
ロ材料からなる部分のエミッタはn系不純物がI X 
10 ”an−”、厚さが700人、単結晶Si部分の
エミッタはn型不純物が5×1101aa″″8(p型
不純物はI X 1018dl−”以下)、厚さが30
0人、ベース層はp型不純物ピーク濃度が1×10工9
(1m −”、厚さが300人となっている。
The impurity concentration and thickness of each layer in the section taken along line AA' in FIG. 1 will be explained with reference to FIG. 2. The emitter of the part made of polycrystalline Si or a hetero material contains n-type impurities.
10 "an-", thickness 700mm, emitter of single crystal Si part has n-type impurity of 5 x 1101aa""8 (p-type impurity is less than I x 1018dl-"), thickness 30mm
0 people, the base layer has a p-type impurity peak concentration of 1 x 10 min9
(1m-”, thickness is 300 people.

本実施例によれば、従来技術では問題となるエミッター
ベース間のリーク電流、エミッターコレクタ間のパンチ
スルー、少数キャリアの蓄積の相対的増加、電流増幅率
の低下を起こさせずに、素子サイズの縦方向の微細化が
可能となり従来技術での素子の動作素度の限界を超える
ことができる。
According to this embodiment, the element size can be increased without causing problems such as leakage current between emitter base, punch-through between emitter and collector, relative increase in accumulation of minority carriers, and decrease in current amplification factor, which are problems in conventional technology. It becomes possible to miniaturize the device in the vertical direction, and it is possible to exceed the limit of the element operating efficiency in the conventional technology.

本発明の第2の実施例を第3図および第4図により説明
する。第3図の各部分の名称およびはたらきは第1図に
おける同じ符号のものと同じである。但し11はn型S
i層でエミッタとしてはたらく。
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4. The names and functions of each part in FIG. 3 are the same as those with the same reference numerals in FIG. However, 11 is n-type S
It acts as an emitter in the i layer.

次に本実施例の第3図のB−B’で切断した部分の各層
の不純物濃度と厚さを第4図により説明する。多結晶S
iもしくはヘテロ材料からなる部分のエミッタ9はn型
不純物がI X 10 ”cm−”厚さが700人、単
結晶Si部分のエミッタ11はn型不純物のピーク濃度
が3 X 1019ell’″8、p型不純物のピーク
濃度が2 X 10 ”(!!l−”で、キャリア濃度
のピークはI X I Q ”a++、−”となってお
り、厚さが300人、ベース層はp型不純物のピーク濃
度が1×10工” (m−8、厚さが300人となって
いる。
Next, the impurity concentration and thickness of each layer in the section taken along line BB' in FIG. 3 of this embodiment will be explained with reference to FIG. Polycrystalline S
The emitter 9 of the part made of i or hetero material has an n-type impurity of I x 10 "cm-" and a thickness of 700 cm, and the emitter 11 of the single-crystal Si part has a peak concentration of n-type impurity of 3 x 10 cm - 8, The peak concentration of p-type impurity is 2 x 10 '' (!! l-'', the peak of carrier concentration is I The peak concentration is 1 x 10" (m-8), and the thickness is 300 people.

本実施例によれば、本発明の第1の実施例と同様の効果
があるが、単結晶Si部分のエミッタにp型不純物が存
在し狭ギャップ化の度合いが大きいため少数キャリアの
蓄積量が大きく素子の動作速度の向上度は第1の実施例
より少ない。しかし第1の実施例とは異なり、不純物濃
度が表面はど高濃度になっているため各層の嗜成を拡散
プロセスのみで行なえるため、製造方法が簡単になると
いう利点がある。
According to this embodiment, the same effect as the first embodiment of the present invention is obtained, but the amount of accumulated minority carriers is reduced due to the presence of p-type impurities in the emitter of the single crystal Si portion and the degree of narrowing of the gap is large. However, the degree of improvement in the operating speed of the element is smaller than in the first embodiment. However, unlike the first embodiment, since the impurity concentration is high at the surface, each layer can be formed only by a diffusion process, which has the advantage of simplifying the manufacturing method.

本発明の第3の実施例を第11図(f)および第12図
により説明する。第11図(f)の各部分の名称および
はらたきは第1図における同じ符号のものと同じである
。但し16はp型単結晶Si層でグラフトベースとして
はたらき、19はGeが10%添加されたp型Si単結
晶層でベースとしてはたらく。
A third embodiment of the present invention will be explained with reference to FIG. 11(f) and FIG. 12. The names and functions of each part in FIG. 11(f) are the same as those with the same reference numerals in FIG. However, 16 is a p-type single-crystal Si layer that serves as a graft base, and 19 is a p-type Si single-crystal layer to which 10% Ge is added and serves as a base.

次に本実施例の第11図(f)のc−c’で切断した部
分の各層の不純物濃度と厚さを第12図により説明する
。各層の、n型およびp型不純物濃度および厚さは第2
図に示した本発明の第1の実施例と同じである。但しベ
ースのP型層19にはGeが5×1018ICm−、’
(10%)添加されている。
Next, the impurity concentration and thickness of each layer in the section cut along c-c' in FIG. 11(f) of this embodiment will be explained with reference to FIG. The n-type and p-type impurity concentrations and thickness of each layer are
This is the same as the first embodiment of the invention shown in the figure. However, the base P-type layer 19 contains Ge at 5×1018 ICm-,'
(10%) added.

本実施例によれば、本発明の第1の実施例と同様の効果
がある。但しベース層にGeが10%添加されているこ
とによりベース層のバンドギャップが50meV程度狭
くなり、そのためにエミッタへの少数キヤ・リアの注入
が約1/7となる。従って、素子の動作速度および電流
増幅率が第1の実施例と比較してより向上するという効
果がある。
According to this embodiment, there are effects similar to those of the first embodiment of the present invention. However, since the base layer is doped with 10% Ge, the bandgap of the base layer is narrowed by about 50 meV, and therefore the injection of minority carriers into the emitter becomes about 1/7. Therefore, there is an effect that the operating speed and current amplification factor of the element are further improved compared to the first embodiment.

参考として従来技術によるバイポーラトランジスタの不
純物濃度分布を第5図に示す。
For reference, the impurity concentration distribution of a bipolar transistor according to the prior art is shown in FIG.

次に第6図(a)〜(d)に基づいて本発明の第1の実
施例の第1の製造方法を説明する。
Next, the first manufacturing method of the first embodiment of the present invention will be explained based on FIGS. 6(a) to 6(d).

p型Si基板1にn÷型埋込層2、n型エピタキシャル
層3を形成した後、素子分離領域5をSiOx膜により
形成する。その後p型多結晶Si膜によりベース引き出
し電極6を形成し、それを酸化することによりベースと
エミッタを分離するための5iOz膜7を形成する。以
上の工程の製造方法は公知である。
After forming an n÷-type buried layer 2 and an n-type epitaxial layer 3 on a p-type Si substrate 1, an element isolation region 5 is formed of a SiOx film. Thereafter, a base extraction electrode 6 is formed from a p-type polycrystalline Si film, and by oxidizing it, a 5iOz film 7 for separating the base and emitter is formed. The manufacturing method of the above steps is publicly known.

次にベース層が形成される工(タキシキルSi層3を露
出させた後多結晶Si膜を200人堆積しイオン打込み
によりBFz÷を加速エネルギー20keVで3×10
五80111−”打ち込む。その後900℃の02雰囲
気で多結晶Siを完全に酸化し形成されたSiOx膜を
除去して厚さ300人、ピーク濃度I X 10 ”c
yn−8のベース層4を形成する(a)。次にHCQと
PHsを添加した5iHzCQ 2ガスの熱分解により
基板温度800℃で上記開口部上に300人の厚さに選
択的にn型エピタキシャル層8を形成する。この層のP
濃度は5X101”am−’となっている(b)、次に
PHs・を添加したSiH2,CQzガスを用いて通常
のCVD法によりP濃度がI X 10 ”cs−8の
n型多結晶Si膜を堆積した後通常のホトリソグラフィ
としてエツチングによりパターニングを行ない、エミッ
タ9を形成する。n型多結晶Si膜にはPの代わりにA
sが添加されても良い。またこの部分のn型多結晶Si
膜の代わりに通常のプラズマCVD法により堆積したn
型の微結晶Si膜や、他のワイドバンドギャップのヘテ
ロ材料を用いても良い(第6図(C))。次に通常のC
VD法によりSiOx膜7を堆積した後、通常のホトリ
ソグラフィとエツチングにより電極とのコンタクト穴を
形成し、最後に金属膜を蒸着した後、通常のホトリソグ
ラフィとエツチングにより電極10を形成する。
Next, a base layer is formed (after exposing the taxi-killed Si layer 3, 200 polycrystalline Si films are deposited, and ion implantation is performed to reduce BFz÷ to 3×10 at an acceleration energy of 20 keV.
After that, the polycrystalline Si is completely oxidized in an 02 atmosphere at 900°C, and the formed SiOx film is removed to a thickness of 300mm and a peak concentration of I x 10"c.
Forming the base layer 4 of yn-8 (a). Next, an n-type epitaxial layer 8 with a thickness of 300 nm is selectively formed on the opening at a substrate temperature of 800° C. by thermal decomposition of 5 iHz CQ 2 gas to which HCQ and PHs are added. P of this layer
The concentration is 5 x 10"am-' (b), and then the n-type polycrystalline Si with a P concentration of I After the film is deposited, patterning is performed by etching as usual photolithography to form emitters 9. The n-type polycrystalline Si film contains A instead of P.
s may be added. Also, the n-type polycrystalline Si in this part
Instead of a film, n deposited by normal plasma CVD method
A type microcrystalline Si film or other wide bandgap heteromaterial may be used (FIG. 6(C)). Next, normal C
After depositing the SiOx film 7 by the VD method, a contact hole with the electrode is formed by ordinary photolithography and etching, and finally, after depositing a metal film, the electrode 10 is formed by ordinary photolithography and etching.

以上により本発明の第1の実施例の第1の製造方法の説
明を終わる。本方法によると自己整合的に形成された微
細な幅のグラフトベースに対して自己整合的にエミッタ
を形成できるため、接合による寄生容量が小さな素子が
形成できるという効果がある。
This completes the explanation of the first manufacturing method of the first embodiment of the present invention. According to this method, since an emitter can be formed in a self-aligned manner with respect to a graft base having a fine width that is formed in a self-aligned manner, an element having a small parasitic capacitance due to a junction can be formed.

次に第7図(a)〜(d)に基づいて本発明の第1の実
施例の第2の製造方法を説明する。
Next, a second manufacturing method of the first embodiment of the present invention will be explained based on FIGS. 7(a) to 7(d).

p型Si基板1にn生型埋込層2.n型エピタキシャル
層3を形成した後、素子分離領域5を5iOz膜により
形成する。次にベース層が形成されるエピタキシャル層
を露出させた後、本発明の第1の実施例の第1の製造方
法の場合と同じ方法により厚さ300人、ピーク濃度I
 X 10”θ−−8のベース層4を形成する。その後
PHgを添加したSiH4ガスの熱分解により単結晶S
i上にはn型の単結晶Si層8.5iOz上にはn型の
多結晶Si膜を堆積する。この層のP濃度は5X101
’ Qll−8、厚さは350人となっている(a)。
An n-type buried layer 2 on a p-type Si substrate 1. After forming the n-type epitaxial layer 3, the element isolation region 5 is formed of a 5iOz film. Next, after exposing the epitaxial layer on which the base layer is to be formed, a thickness of 300 mm and a peak concentration of I
A base layer 4 of X 10"θ--8 is formed. After that, a single crystal S
An n-type single crystal Si layer of 8.5 iOz is deposited on the n-type polycrystalline Si film. The P concentration in this layer is 5X101
' Qll-8, the thickness is 350 people (a).

次に850℃、02雰囲気で厚さ100人の5iOz膜
12を形成した後、厚さ500人の5ixN4膜13お
よび厚さ4000人(7)SjO2膜14を通常のCV
D法により形成し通常のホトリソグラフィとエツチング
によりそれらの膜よりなる島パターンをエミツタ層8の
上に形成する。
Next, after forming a 100-thick 5iOz film 12 at 850°C in an 02 atmosphere, a 500-thick 5ixN4 film 13 and a 4000-thick (7) SjO2 film 14 were formed by normal CV.
An island pattern made of these films is formed on the emitter layer 8 by the D method and by ordinary photolithography and etching.

その後850℃、wetoz雰囲気で厚さ600人のS
i○2膜15膜形5し、次にイオン打込みの方法により
加速エネルギー25keVでB+を1×1015!−2
打ち込み、850℃のNz中の雰囲気で活性化させ、グ
ラフトベース16を形成する(b)。
After that, the thickness of 600 people was heated at 850℃ in a wet atmosphere.
i○2 film 15 film shape 5, then ion implantation method with acceleration energy 25 keV B+ 1 × 1015! -2
It is implanted and activated in a Nz atmosphere at 850° C. to form a graft base 16 (b).

次に5isNt膜17(膜厚2000人)を堆積した後
、異方性ドライエツチングにより5iOz膜14の側壁
部分以外の51gN4膜17を除去し、さらにSiOx
膜15も除去する。次に通常のCVD法によりp型の多
結晶Si膜6(膜厚3000人)堆積し、レジストの凹
部への埋め込みとエッチバックによる平坦化の方法によ
りSi○2膜14膜上4多結晶Si膜を選択的に除去す
る(第7図(C))。次に5iOz膜14を除去した後
850℃のウエト(wet)02の雰囲気での熱酸化に
よりS i O2膜7を形成する。さらに5isNa膜
13と5iOz膜12を除去した後1通常のCVD法に
よりpが添加された多結晶Si膜9を堆積し1通常のホ
トリソグラフィとエツチングによりエミッタパターンを
形成する(d)。多結晶Si膜にはPの代わりにAsが
添加されても良いことは言うまでもない。また多結晶S
i膜の代わりに通常のプラズマCVD法により堆積した
n型の微結晶Si膜や他のワイドバンドギャップのヘテ
ロ材料を用いても良い。次いで第6図(d)の説明にお
いて述べた方法により電極を形成する。
Next, after depositing a 5isNt film 17 (thickness: 2000 nm), the 51gN4 film 17 other than the side wall portions of the 5iOz film 14 was removed by anisotropic dry etching, and the SiOx
Film 15 is also removed. Next, a p-type polycrystalline Si film 6 (thickness: 3000 nm) was deposited by the usual CVD method, and 4 polycrystalline Si films were deposited on the Si○2 film 14 by filling the recesses with resist and planarizing by etching back. The film is selectively removed (FIG. 7(C)). Next, after removing the 5iOz film 14, a SiO2 film 7 is formed by thermal oxidation in a wet 02 atmosphere at 850°C. Further, after removing the 5isNa film 13 and the 5iOz film 12, a p-doped polycrystalline Si film 9 is deposited by the usual CVD method, and an emitter pattern is formed by the usual photolithography and etching (d). Needless to say, As may be added to the polycrystalline Si film instead of P. Also, polycrystalline S
Instead of the i film, an n-type microcrystalline Si film deposited by a normal plasma CVD method or another wide band gap hetero material may be used. Next, electrodes are formed by the method described in the explanation of FIG. 6(d).

以上により本発明の第1の実施例の第2の製造方法の説
明を終わる。本方法によると、エミッターベース接合の
周辺が熱酸化により形成されるため、選択エピタキシャ
ル法による第1の方法よりもベース−エミッタ間のリー
ク電流が小さくなるという効果がある。
This concludes the explanation of the second manufacturing method of the first embodiment of the present invention. According to this method, since the periphery of the emitter-base junction is formed by thermal oxidation, there is an effect that the leakage current between the base and emitter is smaller than that in the first method using the selective epitaxial method.

次に第8図(、)〜(d)に基づいて本発明の第2の実
施例の製造方法を説明する。まず第1の実施例に製造方
法の第6図(a)で説明したものと同じ方法により第8
図(a)に示す構造を形成する。但しベース層4の厚さ
が600人、ピーク濃度が2X10工e国−8となるよ
うにBF2+のイオン打込みを8X1018■−2、多
結晶Si膜の拡散温度を930℃とする。
Next, the manufacturing method of the second embodiment of the present invention will be explained based on FIGS. 8(,) to (d). First, in the first embodiment, the 8th
The structure shown in Figure (a) is formed. However, the thickness of the base layer 4 is 600 mm, the ion implantation of BF2+ is 8×1018×-2 so that the peak concentration is 2×10×2−8, and the diffusion temperature of the polycrystalline Si film is 930° C.

次に通常のCVD法により多結晶Si膜17(膜厚20
0人)を形成し□た後、イオン打ち込みの方法によりA
s+を加速エネルギー10keVi’ 1 x 10 
”cm−QT チ込ム(b )。
Next, a polycrystalline Si film 17 (thickness: 20 mm) is formed using the normal CVD method.
After forming □, A by the ion implantation method.
Accelerate s+ with energy 10keVi' 1 x 10
"cm-QT chikomi (b).

次に900℃のwetozjl囲気で多結晶Si膜17
を完全に熱酸化19することによりAsのピーク濃度が
3 X 1019an−8、厚さ300人のn型単結晶
Si層11を形成する(c)。
Next, polycrystalline Si film 17 was formed in a wet atmosphere at 900°C.
By completely thermally oxidizing 19, an n-type single crystal Si layer 11 having a peak concentration of As of 3×10 19 an-8 and a thickness of 300 nm is formed (c).

次に5ins膜18を除去した後、通常のCVD法によ
りPもしくはAsが添加された多結晶Si膜9を堆積す
る。多結晶Si膜の代わりに通常のプラズマCVD法に
より堆積したn型の微細晶Si膜や他のワイドバンドギ
ャップのヘテロ材料を用いても良い。さらに通常のホト
リソグラフィとエツチングによりエミッタパターンを形
成する(d)。最後に第6図(d)の説明において述べ
た方法により電極を形成する。以上により本発明の第2
の実施例の製造方法の説明を終わる。
Next, after removing the 5ins film 18, a polycrystalline Si film 9 doped with P or As is deposited by a normal CVD method. Instead of the polycrystalline Si film, an n-type microcrystalline Si film deposited by a normal plasma CVD method or another wide band gap hetero material may be used. Furthermore, an emitter pattern is formed by conventional photolithography and etching (d). Finally, electrodes are formed by the method described in the explanation of FIG. 6(d). According to the above, the second aspect of the present invention
This concludes the explanation of the manufacturing method of the embodiment.

第11図(a)〜(f)に基づいて本発明の第3の実施
例の製造方法を説明する。まず、従来方法と同じ方法に
よりp型基板lにn中型埋込層2、n型エピタキシャル
層3、素子分離の5ift膜5を形成した後、通常のC
VD法によりp型多結晶Si膜6、S i C)a膜7
を堆積した後、通常のホトリソグラフィとエツチングに
より6,7を除去し素子領域上に開口を形成する。さら
に950℃のN2雰囲気中での熱処理により多結晶Si
膜からBを拡散させグラフトベース16を形成する(a
)。次に通常のMBE (モレキュラ ビームエピタキ
シ: (Molecular BeaIIEpitax
y)の方法によりGeが10%、Gaがi X 101
gcm−”含まれたp型Si層19(厚さ300人)、
およびAsが5×1018国−8含まれたn型S’i層
8(厚さ300人)を形成する。但し5iOz7上には
多結晶Si膜が形成される。さらに通常のホトリソグラ
フィとエツチングにより開口部周辺を除く5iOz7上
の多結晶Si膜を除去する(b)。
The manufacturing method of the third embodiment of the present invention will be explained based on FIGS. 11(a) to 11(f). First, after forming an n medium-sized buried layer 2, an n-type epitaxial layer 3, and a 5ift film 5 for element isolation on a p-type substrate l by the same method as the conventional method,
P-type polycrystalline Si film 6, S i C) a film 7 by VD method
After depositing , 6 and 7 are removed by conventional photolithography and etching to form an opening over the element region. Furthermore, polycrystalline Si was formed by heat treatment at 950°C in an N2 atmosphere.
Diffuse B from the membrane to form the graft base 16 (a
). Next, normal MBE (Molecular BeaIIEpitax)
By the method of y), Ge is 10% and Ga is i x 101
gcm-” included p-type Si layer 19 (300 layers thick),
Then, an n-type S'i layer 8 (300 layers thick) containing 5×10 18 As is formed. However, a polycrystalline Si film is formed on the 5iOz7. Further, the polycrystalline Si film on the 5iOz7 except the area around the opening is removed by ordinary photolithography and etching (b).

次にS i Ox膜12(膜厚200人)、5isN番
膜13(膜厚500人)、5iOz膜14(膜厚350
0人)を通常のCVD法により堆積した後、通常のホト
リソグラフィとエツチングにより開口部上にそれらの膜
よりなる島パターンを形成する(C)。
Next, S i Ox film 12 (thickness: 200), 5isN film 13 (thickness: 500), 5iOz film 14 (thickness: 350)
After depositing the film (0) by a conventional CVD method, an island pattern made of these films is formed on the opening by conventional photolithography and etching (C).

次に800℃のwetoz雰囲気でn型Si層8を完全
に酸化した後、通常のCVD法により多結晶Si膜20
(膜厚700人)を堆積し、凹部へのレジスト埋め込み
とニッパツクの方法により5inIL膜14上の多結晶
Si膜を選択的に除去する(d)。
Next, after completely oxidizing the n-type Si layer 8 in a wetoz atmosphere at 800°C, a polycrystalline Si film 20 is formed using a normal CVD method.
Then, the polycrystalline Si film on the 5-inch IL film 14 is selectively removed by filling the recess with a resist and nipping (d).

次にSing膜14を除去した後、800℃のweto
*雰囲気で多結晶Si膜20を酸化して5ins膜21
(膜厚2000人)を形成する。
Next, after removing the Sing film 14, the wet
* Oxidize the polycrystalline Si film 20 in an atmosphere to form a 5ins film 21
(film thickness 2000 people).

そしてさらに5iaNa膜13.5ift膜12を通常
のエツチングにより除去する(e)。
Then, the 5iaNa film 13.5ift film 12 is further removed by normal etching (e).

最後に第6図(Q)(d)で説明したものと同じ方法に
よりn型の多結晶Si膜もしくはヘテロ材料からなるエ
ミッタ、および電極を形成する(f)0以上により本発
明の実施例の製造方法の説明を終わる。
Finally, an emitter and an electrode made of an n-type polycrystalline Si film or a hetero material are formed by the same method as explained in FIGS. 6(Q) and (d). This concludes the explanation of the manufacturing method.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

従来技術ではバイポーラトランジスタの縦方向の微細化
の限界はベース幅400人となっており、その動作速度
の限界はfT□8が55 G Hzとなっている。
In the conventional technology, the limit for vertical miniaturization of bipolar transistors is a base width of 400, and the limit for operating speed is fT□8 of 55 GHz.

本発明によれば、従来技術での微細化で問題となるエミ
ッターベース間のリーク電流、エミッターコレクタ間パ
ンチスルー、エミッタでホールの蓄積の相対的増大、電
流増幅率の低下等を回避することが可能となるため、ベ
ース幅は200Å以下まで微細化が可能となる。
According to the present invention, problems such as leakage current between the emitter base, punch-through between the emitter and collector, relative increase in hole accumulation in the emitter, and decrease in current amplification factor, which are problems caused by miniaturization in the conventional technology, can be avoided. Therefore, the base width can be miniaturized to 200 Å or less.

動作速度に関しては、ベース幅を200人とした場合の
本発明の第1の実施例ではf Tmaxは75GHz、
第2の実施例では65GHz、第3の実施例では85 
G Hzと、従来技術による場合と比較して高速化が可
能となる。
Regarding the operating speed, f Tmax is 75 GHz in the first embodiment of the present invention when the base width is 200 people.
65 GHz in the second embodiment, 85 GHz in the third embodiment
GHz, which makes it possible to increase the speed compared to the conventional technology.

【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、第2図は第1図のA−A′線部分の不純
物濃度分布図、第3図は第2の実施例の縦断面図、第4
図は第3図のB−B’線部分の不純物濃度分布図、第5
図は従来技術でのバイポーラトランジスタの不純物濃度
分布図、第6図、第7図はそれぞれ第1の実施例の製造
プロセスを示す断面図、第8図は第2の実施例の製造プ
ロセスを示す断面図、第9図は、n型不純物濃度と平衡
ホール濃度Poの関係を示す図、第10図は、従来方法
と本発明のバイポーラトランジスタのエミッタでの蓄積
ホール濃度分布図、第11図は第3の実施例の製造プロ
セスを示す断面図、第12図は本発明の第3の実施例の
第11図(f)のc−c’線の部分の不純物濃度分布図
である。 1・・・p型Si基板、2・・・n中型埋込層、3・・
・n型エピタキシャル層、4・・・p型層(ベース)、
5・・・5iOz膜、6・・・P型多結晶Si膜、7・
・・SiOx膜、8・・・n型単結晶Si層、9・・・
n型多結晶Si層、10・・・金属電極、11・・・n
型単結晶Si層、12・・・5i02膜、13・・・5
ixN番膜、14・・・SiO2膜、15・・・SiO
2膜、16・・・p型Si層、17 多結晶Si膜、1
8・・・SiO2膜、19・・・p型単結晶5iGe、
20・・・多結晶Si膜、21・・・Si ○2
FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of a bipolar transistor according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an impurity concentration distribution diagram along line A-A' in FIG. Longitudinal sectional view, 4th
The figure is an impurity concentration distribution diagram of the BB' line part in Figure 3, and
The figure is an impurity concentration distribution diagram of a bipolar transistor according to the prior art, Figures 6 and 7 are cross-sectional views showing the manufacturing process of the first embodiment, and Figure 8 shows the manufacturing process of the second embodiment. 9 is a diagram showing the relationship between the n-type impurity concentration and the equilibrium hole concentration Po, FIG. 10 is a diagram showing the accumulated hole concentration distribution at the emitter of the bipolar transistor of the conventional method and the present invention, and FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the n-type impurity concentration and equilibrium hole concentration Po. FIG. 12 is a sectional view showing the manufacturing process of the third embodiment of the present invention, and is an impurity concentration distribution diagram of the portion taken along line CC' in FIG. 11(f) of the third embodiment of the present invention. 1...p-type Si substrate, 2...n medium-sized buried layer, 3...
・N-type epitaxial layer, 4...p-type layer (base),
5...5iOz film, 6...P-type polycrystalline Si film, 7.
...SiOx film, 8...n-type single crystal Si layer, 9...
n-type polycrystalline Si layer, 10...metal electrode, 11...n
Type single crystal Si layer, 12...5i02 film, 13...5
ixNth film, 14...SiO2 film, 15...SiO
2 film, 16... p-type Si layer, 17 polycrystalline Si film, 1
8...SiO2 film, 19...p-type single crystal 5iGe,
20... Polycrystalline Si film, 21... Si ○2

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、不純物のピーク濃度が5×10^1^8cm^−^
3以上のp型単結晶Si層からなるベース上にp型不純
物濃度が1×10^1^8cm^−^3未満のn型単結
晶Siの突起からなるエミッタが形成されたバイポーラ
トランジスタにおいて、そのn型単結晶Si上にn型の
多結晶Si膜または結晶Si以外のヘテロ材料によりエ
ミッタの一部が形成された構造を特徴とするバイポーラ
トランジスタ。 2、上記n型単結晶Siの突起のn型不純物濃度が1×
10^1^8cm^−^3以上5×10^1^9cm^
−^3以下になつている構造を特徴とする請求項第1項
記載のバイポーラトランジスタ。 3、上記n型単結晶Siの突起の高さがベースとの接合
におけるバイアスをかけない状態でのエミッタ側に延び
た空乏層の厚みよりも大きく、かつ500Å以下となつ
ている構造を特徴とする請求項第1項記載のバイポーラ
トランジスタ。 4、ベースのp型不純物のピーク濃度が5×10^1^
8cm^−^3以上でかつn型単結晶のエミッタのp型
不純物濃度も5×10^1^8cm^−^3以上となつ
ているSiバイポーラトランジスタにおいて、n型単結
晶Siのエミッタのキャリア濃度が1× 10^1^8cm^−^3以上5×10^1^9cm^
−^3以下でかつそのn型単結晶Si上にn型の多結晶
Siもしくは結晶Si以外のヘテロ材料によりエミッタ
の一部が形成された構造を特徴とするバイポーラトラン
ジスタ。 5、n型単結晶Siのエミッタ部分の厚さが、ベースと
の接合でバイアスをかけない状態でのエミッタ側に延び
た空乏層の厚みよりも大きく、かつ500Å以下となつ
ている構造を特徴とする請求項第4項記載のバイポーラ
トランジスタ。 6、請求項第1乃至第3項に記述のバイポーラトランジ
スタを製造する方法において、ベース層上に開口部を形
成した後、所望の不純物濃度と厚さのエピタキシャル層
を開口部上に選択的に成長させる工程と、n型不純物を
含有した多結晶Si膜もしくは結晶Si以外のヘテロ材
料を堆積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。 7、請求項第1項乃至第3項に記述したバイポーラトラ
ンジスタを製造する方法において、ベース層を形成した
後、所望の不純物濃度と厚さのSi層を単結晶基板上に
はエピタキシャル層、絶縁体上には多結晶層として堆積
させる工程と、そのSi層のエピタキシャル層の領域内
に酸化防止膜の島パターンを形成する工程と、酸化防止
膜が形成された部分以外の上記Si層を酸化する工程と
、酸化防止膜を除去した後n型不純物を含有した多結晶
Si膜もしくは結晶Si以外のヘテロ材料を堆積する工
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。 8、請求項第1項乃至第3項に記述したバイポーラトラ
ンジスタにおいて、ベース層の単結晶Si中にGeを含
有することを特徴とするバイポーラトランジスタ。
[Claims] 1. The peak concentration of impurities is 5 x 10^1^8 cm^-^
In a bipolar transistor in which an emitter consisting of a protrusion of n-type single crystal Si with a p-type impurity concentration of less than 1 x 10^1^8 cm^-^3 is formed on a base composed of three or more p-type single crystal Si layers, A bipolar transistor characterized by a structure in which a part of the emitter is formed on the n-type single crystal Si by an n-type polycrystalline Si film or a hetero material other than crystalline Si. 2. The n-type impurity concentration of the n-type single crystal Si protrusion is 1×
10^1^8cm^-^3 or more 5x10^1^9cm^
The bipolar transistor according to claim 1, characterized in that the bipolar transistor has a structure of -^3 or less. 3. The structure is characterized in that the height of the protrusion of the n-type single crystal Si is larger than the thickness of the depletion layer extending to the emitter side in a state where no bias is applied at the junction with the base, and is 500 Å or less. The bipolar transistor according to claim 1. 4. The peak concentration of p-type impurity in the base is 5×10^1^
In a Si bipolar transistor in which the p-type impurity concentration of the n-type single crystal emitter is 8 cm^-^3 or more and the p-type impurity concentration of the n-type single crystal emitter is 5 x 10^1^8 cm^-^3 or more, the carrier of the n-type single crystal Si emitter Density is 1 x 10^1^8 cm^-^3 or more 5 x 10^1^9 cm^
A bipolar transistor characterized by a structure in which a part of the emitter is formed on the n-type single-crystal Si with n-type polycrystalline Si or a hetero material other than crystalline Si. 5. Features a structure in which the thickness of the emitter part of n-type single crystal Si is larger than the thickness of the depletion layer extending to the emitter side when no bias is applied at the junction with the base, and is less than 500 Å. 5. The bipolar transistor according to claim 4. 6. In the method for manufacturing a bipolar transistor according to claims 1 to 3, after forming an opening on the base layer, an epitaxial layer having a desired impurity concentration and thickness is selectively formed on the opening. 1. A method for manufacturing a bipolar transistor, comprising a step of growing a polycrystalline Si film containing an n-type impurity or a step of depositing a hetero material other than crystalline Si. 7. In the method for manufacturing a bipolar transistor described in Claims 1 to 3, after forming a base layer, a Si layer with a desired impurity concentration and thickness is formed on a single crystal substrate as an epitaxial layer and an insulating layer. A step of depositing a polycrystalline layer on the Si layer, a step of forming an island pattern of an anti-oxidation film in the region of the epitaxial layer of the Si layer, and a step of oxidizing the Si layer other than the portion where the anti-oxidation film is formed. A method for manufacturing a bipolar transistor, comprising the steps of: removing the oxidation prevention film, and then depositing a polycrystalline Si film containing an n-type impurity or a hetero material other than crystalline Si. 8. A bipolar transistor according to any one of claims 1 to 3, characterized in that Ge is contained in single crystal Si of the base layer.
JP2384389A 1989-02-03 1989-02-03 Bipolar transistor and manufacture thereof Pending JPH02205033A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2384389A JPH02205033A (en) 1989-02-03 1989-02-03 Bipolar transistor and manufacture thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2384389A JPH02205033A (en) 1989-02-03 1989-02-03 Bipolar transistor and manufacture thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH02205033A true JPH02205033A (en) 1990-08-14

Family

ID=12121682

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2384389A Pending JPH02205033A (en) 1989-02-03 1989-02-03 Bipolar transistor and manufacture thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH02205033A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02231726A (en) * 1989-03-03 1990-09-13 Nec Corp Semiconductor integrated circuit device
WO2005071725A1 (en) * 2004-01-23 2005-08-04 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Method of fabricating a mono-crystalline emitter
JP2007306025A (en) * 2000-08-03 2007-11-22 Agere Systems Guardian Corp Method for manufacturing bipolar transistor with low k material in emitter-base spacer region

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02231726A (en) * 1989-03-03 1990-09-13 Nec Corp Semiconductor integrated circuit device
JP2007306025A (en) * 2000-08-03 2007-11-22 Agere Systems Guardian Corp Method for manufacturing bipolar transistor with low k material in emitter-base spacer region
WO2005071725A1 (en) * 2004-01-23 2005-08-04 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Method of fabricating a mono-crystalline emitter
US7910448B2 (en) 2004-01-23 2011-03-22 Nxp B.V. Method for fabricating a mono-crystalline emitter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100244812B1 (en) Semiconductor device and the manufacturing method thereof
US5496745A (en) Method for making bipolar transistor having an enhanced trench isolation
US4499657A (en) Method of making a semiconductor device having protected edges
US5962879A (en) Super self-aligned bipolar transistor
JPH0883805A (en) Semiconductor device and its manufacture
JPH09115921A (en) Semiconductor device and its manufacture
JPH05182980A (en) Heterojunction bipolar transistor
EP0534632B1 (en) Semiconductor integrated circuit device and method of fabricating the same
JPH03225870A (en) Manufacture of heterojunction bipolar transistor
US6653714B2 (en) Lateral bipolar transistor
KR100498503B1 (en) Bipolar junction transistor and method for fabricating the same
JPH10326793A (en) Manufacture of semiconductor device
JPS6119171A (en) Vertical npn transistor structure
JPH08274108A (en) Semiconductor device and its manufacture
JPH02205033A (en) Bipolar transistor and manufacture thereof
JP2850666B2 (en) Self-aligned bipolar transistor and method of manufacturing the same
JP2613029B2 (en) Manufacturing method of super self-aligned vertical structure bipolar transistor
JP2528559B2 (en) Method for manufacturing lateral bipolar transistor
KR0137574B1 (en) Fabrication method of super selfaligned vertical bipolar transistor
KR0137568B1 (en) Method of making a bipolar transistor
JP2646872B2 (en) Manufacturing method of bipolar transistor
JP3053831B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2646856B2 (en) Manufacturing method of bipolar transistor
JP2530169B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH05109748A (en) Semiconductor device and manufacture of the same