JPH03280432A - バイポーラトランジスタ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は半導体集積回路装置に形成されるバイポーラト
ランジスタに関し、特に、高速動作に好適のバイポーラ
トランジスタに関する。

［従来の技術］ 従来、バイポーラ集積回路において、高速バイポーラＮ
ＰＮ）ランジスタは高域遮断周波数ｆｔが高（、消費電
力を低減でき、高集積化が可能であるという優れた特長
を有している。このため、このようなＮＰＮ）ランジス
タは産業用又は民生用の半導体集積回路装置（ＩＣ）に
広く使用されている。

第３図は従来のＮＰＮ）ランジスタを示す断面図である
。

第３図に示すように、Ｐ−型半導体基板１の表面にはＮ
型埋込層２が選択的に形成され、このＮ型埋込層２を含
むＰ−型半導体基板１の上にはＮ−型エピタキシャル層
３が形成されている。Ｎ型埋込層２の直上域のＮ−型エ
ピタキシャル層３の表面の適所にはＮ型埋込層２に達す
るＮ＋型コレクタ領域４が選択的に形成されている。ま
た、Ｎ型埋込層２の直上域のＮ−型エピタキシャル層３
の表面であって、コレクタ領域４から適長間隔をおいて
離隔した位置には相互に離隔した２つのＰ＋型ベースコ
ンタクト領域５が選択的に形成されている。このＰ＋型
ベースコンタクト領域５を含むＮ−型エピタキシャル層
３の表面にはＰ型ベース領域６が選択的に形成されてい
る。更に、このＮ−型エピタキシャル層３の上には絶縁
膜７が形成されていて、この絶縁膜７はＰ型ベース領域
６上及びＮ゛型コレクタ領域４上の部分が選択的に除去
され、この露出した部分のＰ型ベース領域６上及びＮ＋
型コレクタ領域４上にＬＰＣＶＤ　（減圧化学的気相成
長）法により夫々Ｎ゛型多結晶シリコン膜９ａ、９ｂが
選択的に形成されている。

そして、このＮ１型多結晶シリコン膜９ａ、９ｂから不
純物を拡散してＰ型ベース領域６及びＮ＋型コレクタ領
域４の表面に夫々Ｎ＋型エミッタ領域８ａ及びＮ１型コ
レクタコンタクト領域８ｂが形成されている。また　ｐ
　＋型ベースコンタクト領域５上の絶縁膜７を選択的に
除去した後に、このＰ”型ベースコンタクト領域５上に
ベース電極１１を形成すると共に、Ｎ＋型多結晶シリコ
ン膜９　ａ　＋　　９　ｂ上に夫々エミッタ電極１０及
びコレクタ電極１２を形成しである。

このように構成されるＮＰＮ　）ランジスタにおいては
、コレクタ電極１２とＮ１型コレクタコンタクト領域８
ｂとをＮ＋型多結晶シリコン膜９ｂを介して接続するこ
とにより、コレクタ飽和電圧ＶＣＥ　（ｓａｔ　）を低
減して、大電流の高域遮断周波数ｆＴが低下することを
抑制しようとしている。

［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ＮＰＮトランジスタにお
いては、Ｎ“型エミッタ領域８ａ及びＮ＋型コレクタコ
ンタクト領域８ｂを形成するために、Ｐ型ベース領域６
上及びＮ″″型コレクタ領域４上の絶縁膜７を選択的に
除去した後、ＬＰＣＶＤ法によりＮ＋型多結晶シリコン
膜９　ａ　＋　　９　ｂを同時に形成する。このため、
ＬＰＣＶＤの成長炉内にＰ−型半導体基板１を装入する
際に、前記成長炉内に周囲の大気が巻き込まれると、Ｐ
−型半導体基板１の表面に露出するシリコンが酸化され
てしまう。特に、この場合、Ｎ＋型フレクタ領域４の表
面が酸化されて膜厚が数１０人の酸化膜が形成される。

そうすると、Ｎ′″型コレクタコンタクト領域８ｂとＮ
＋型多結晶ンノリン膜９ｂとの間に酸化膜が介在してコ
レクタのコンタクト抵抗が増加するので、コレクタ飽和
電圧Ｖ。Ｈ（ｓａｔ）が大きくなり、大電流の高域遮断
周波数ｆ７が低下してトランジスタの特性が著しく劣化
するという問題点がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
コレクタのコンタクト抵抗が増加することを防止でき、
安定したコレクタ飽和電圧を得ることができ、大電流の
高域遮断周波数の低下を防止できるバイポーラトランジ
スタを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係るバイポーラトランジスタは、第１導電型の
半導体基板の表面に選択的に形成された第２導電型の埋
込層と、前記半導体基板の上に形成された第２導電型の
エピタキシャル層と、このエピタキシヤル層の表面に選
択的に形成され前記埋込層に達する第２導電型のコレク
タ領域と、前記エピタキシヤル層の表面に選択的に形成
された第１導電型のベースコンタクト領域と、このベー
スコンタクト領域を含む前記エピタキシヤル層の表面に
選択的に形成され前記ベースコンタクト領域よりも不純
物濃度か低い第１導電型のベース領域と、前記エピタキ
シャル層の上に形成された絶縁膜と、前記ベース領域上
の前記絶縁膜を選択的に除去した後に前記ベース領域に
接触して形成された第２導電型の多結晶シリコン膜と、
この多結晶シリコン膜から前記ベース領域の表面に不純
物を拡散して形成された第２導電型のエミッタ領域と、
前記コレクタ領域上及び前記ベースコンタクト領域上の
前記絶縁膜を選択的に除去した後に前記コレクタ・領域
、前記ベースコンタクト領域及び前記多結晶シリコン膜
に接触してパターン形成された複数個の電極とを有する
ことを特徴とする。

［作用］ 本発明においては、第２導電型のエミッタ領域と、第１
導電型のベース領域及びベースコンタクト領域と、第２
導電型のエピタキシャル層、埋込層及びコレクタ領域と
からなるトランジスタが構成されていて、前記エミッタ
領域はベース領域上の絶縁膜を選択的に除去した後に前
記ベース領域上に形成した第２導電型の多結晶シリコン
膜から前記ベース領域の表面に不純物を拡散して形成さ
れている。一方、コレクタ領域上及び前記ベースコンタ
クト領域上の絶縁膜を選択的に除去した後にコレクタ電
極、ベース電極及びエミッタ電極が形成されており、前
記コレクタ領域と前記コレクタ電極とは直接接続されて
いる。このため、ＬＰＣＶＤ法により前記ベース領域上
に多結晶シリコン膜を形成しても、このとき、前記コレ
クタ領域の表面は前記絶縁膜により被覆されているため
酸化されることはない。従って、前記コレクタ領域と前
記コレクタ電極との間のコンタクト抵抗が増加すること
を防止できるので、安定したコレクタ飽和電圧を得るこ
とができ、゛大電流の高域遮断周波数が低下することを
防止できる。

［実施例コ 次に、本発明の実施例について添付の図面を参照して説
明する。

第１図は本発明の第１の実施例に係るＮＰＮトランジス
タを示す断面図である。第１図において第３図と同一物
には同一符号を付してその部分の詳細な説明は省略する
。

第１図に示すように、Ｎ＋型コレクタ領域４上にはコレ
クタ電極１２が直接形成されている。そして、第３図に
おけるＮ＋型コレクタコンタクト領域８ｂ及びＮ′″型
多結晶シリコン膜９ｂは形成されていない。

次に、このように構成されるＮＰＮ）ランジスタの製造
方法について説明する。

先ず、不純物濃度が１０１４乃至１０１１０１８ａであ
るＰ−型半導体基板１土に例えば回転塗布（スピンオン
）法によりアンチモンの酸化物を選択的に被着し、この
酸化物層からＰ−型半導体基板１の表面に不純物を拡散
させてシート抵抗ρ８が２０乃至３０Ω／口であるＮ型
埋込層２を形成する。そして、このＮ型埋込層２を含む
Ｐ−型半導体基板１の上に不純物濃度カ月０１４乃至１
０”ａｍ−’であるＮ−型エピタキシヤル層３を形成す
る。

次に、Ｎ型埋込層２の直上域のＮ−型エピタキシャル層
３の表面に例えばＰｏＣノ。を選択的に拡散させて、シ
ート抵抗ρＳカ月０乃至３０Ω／口であるＮ″″型コレ
クタ領域４をＮ型埋込層２に到達するように形成する。

次に、Ｎ型埋込層２の直上域のＮ−型エピタキシャル層
３の表面にイオン注入法によりホウ素イオン（”Ｂ”　
）を選択的に注入してシート抵抗ρ５が５０乃至２５０
Ω／口であるＰ１型ベースコンタクト領域５を形成する
。次いで、このＰ＋型ベースコンタクト領域５を包含す
るＮ−型エピタキシャル層３の表面にイオン注入法によ
りホウ素イオン（”Ｂ”　）を選択的に注入して、深さ
が０．４乃至０．６μｍであり、シート抵抗ρ５が５０
０乃至２０００Ω／口であるＰ型ベース領域６を形成す
る。

次に、Ｎ−型エピタキシャル層３の上に絶縁膜７を形成
する。そして、Ｐ型ベース領域６上の絶縁膜７を選択的
にエツチング除去してその部分のＰ型ベース領域６を露
出させた後に、ＬＰＣＶＤ法によりＰ−型半導体基板１
の全面に厚さ力月０００乃至３０００人である多結晶シ
リコン膜を堆積させる。

次いで、この多結晶シリコン膜にイオン注入法によりヒ
素イオン（”Ａｓ”）を注入し、更にこのＮ３型の多結
晶シリコン膜からＰ型ベース領域６の表面に不純物を拡
散させて、Ｐ型ベース領域６の表面にＰ＋型ベースコン
タクト領域５から離隔するＮ＋型エミッタ領域８ａを形
成する。その後、前記Ｎ＋型多結晶シリコン膜をパター
ニングしてＮ＋型多結晶シリコン膜９ａを形成する。

次に、Ｎ＋型コレクタ領域４及びＰ＋型ベースコンタク
ト領域５上の絶縁膜７を選択的にエツチング除去した後
に、Ｎ＋型コレクタ領域４、Ｐ＋型ベースコンタクト領
域５及びＮ＋型多結晶シリコン膜９ａ上に夫々コレクタ
電極１２、ベース電極１１及びエミッタ電極１０を選択
的にパターン形成する。

本実施例によれば、ＬＰＣＶＤ法により多結晶シリコン
膜（Ｎ＋型多結晶シリコン膜９ａ）を堆積させる工程に
おいては　Ｎ　＋型コレクタ領域４は絶縁膜７により被
覆されている。このように酸化されやすいＮ＋型コレク
タ領域４が絶縁膜７により被覆されているため、ＬＰＣ
ｖＤの成長炉内にＰ−型半導体基板１を装入する際、こ
の成長炉内に周囲の大気が巻き込まれても、Ｎ１型コレ
クタ領域４が酸化されることはない。そして、コレクタ
電極１２はＮ＋型コレクタ領域４上に多結晶シリコン膜
を介さずに直接形成されるから　Ｎ　＋型コレクタ領域
４とコレクタ電極１２との間のコンタクト抵抗が増加す
ることを防止できる。従って、安定したコレクタ飽和電
圧Ｖ。Ｈ（ｓａｔ）を得ることができ、大電流の高域遮
断周波数ｆＴが低下することを防止できる。

なお、本実施例においては、Ｎ＋型コレクタ領域４の不
純物濃度が十分に大きいため、コレクタのシリーズ抵抗
が増加することはない。

第２図は本発明の第２の実施例に係るＮＰＮ）ランジス
タを示す断面図である。第２図において第１図と同一物
には同一符号を付してその部分の詳細な説明は省略する
。

第２図に示すように、Ｎ−型エピタキンヤル層３の上に
絶縁膜７を形成し、Ｐ型ベース領域６上の絶縁膜７を選
択的にエツチング除去した後に、このＰ−型半導体基板
１の全面に多結晶シリコン膜を堆積させる。そして、こ
の多結晶シリコン膜をパターニングしてＰ型ベース領域
θ上に前記多結晶７リコン膜を残留させた後に、Ｎ゛型
フレクタ領域４上の絶縁膜７を選択的にエツチング除去
する。次いで、前記多結晶シリコン膜の表面及びＮ”型
コレクタ領域４の表面にイオン注入法によりヒ素イオン
（”Ａｓ”）を注入することにより、夫々Ｎ＋型多結晶
シリコン膜９ａ及びＮ′″型コレクタコンタクト領域８
ｂを形成する。その後、Ｐ１型ベースコンタクト領域５
、Ｎ＋型コレクタコンタクト領域８ｂ及びＮ＋型多結晶
シリコン膜９ａ上に夫々ベース電極１１、コレクタ電極
１２及びエミッタ電極１ｏを選択的にパターン形成する
。

本実施例においても、ＬＰＣＶＤ法により多結晶シリコ
ン膜（Ｎ”型多結晶シリコン膜９ａ）を堆積させる工程
において　Ｎ　＋型コレクタ領域４は絶縁膜７により被
覆されているため、Ｎ″″型コレクタ領域４の表面が酸
化されることはない。

そして、コレクタ電極１２はＮ１型コレクタ領域４の表
面に形成されたＮ゛型コレクタコンタクト領域８ｂ上に
多結晶シリコン膜を介さずに直接形成されるから　Ｎ　
＋型コレクタ領域４とコレクタ電極１２との間のコンタ
クト抵抗を低減することができる。従って、安定したコ
レクタ飽和電圧ＶＣＥ　（ｓａｔ　）を得ることができ
、大電流の高域遮断周波数ｆアが低下することを防止で
きる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、エミッタ領域はベ
ース領域上の絶縁膜を選択的に除去した後に前記ベース
領域上に形成した第２導電型の多結晶シリコン膜から前
記ベース領域の表面に不純物を拡散して形成され、コレ
クタ電極はコレクタ領域上の絶縁膜を選択的に除去した
後に前記コレクタ領域上に直接形成されているから、Ｌ
ＰＣＶＤ法により前記ベース領域上に多結晶シリコン膜
を形成しても、前記コレクタ領域の表面は前記絶縁膜に
より被覆されているため酸化されることがない。従って
、コレクタのコンタクト抵抗が増加することを防止でき
るので、安定したコレクタ飽和電圧を得ることかでき、
大電流の高域遮断周波数が低下することを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係るＮＰＮ　トランジ
スタを示す断面図、第２図は本発明の第２の実施例に係
るＮＰＮ　トランジスタを示す断面図、第３図は従来の
バイポーラトランジスタを示す断面図である。 ｔａｐ−型半導体基板、２；Ｎ型埋込層、３；Ｎ−型エ
ピタキシャル層、４；Ｎ”型コレクタ領域、５；Ｐ”型
ベースコンタクト領域、６；Ｐ型ベース領域、７；絶縁
膜、８　ａ　；　Ｎ”型エミッタ領域、８ｂ；Ｎ＋型コ
レクタコンタクト領域、９ａ、９ｂ；Ｎ＋型多結晶シリ
コン膜、１０；エミッタ電極、１１；ベース電極、１２
；コレクタ電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１導電型の半導体基板の表面に選択的に形成さ
   れた第２導電型の埋込層と、前記半導体基板の上に形成
   された第２導電型のエピタキシャル層と、このエピタキ
   シャル層の表面に選択的に形成され前記埋込層に達する
   第２導電型のコレクタ領域と、前記エピタキシャル層の
   表面に選択的に形成された第１導電型のベースコンタク
   ト領域と、このベースコンタクト領域を含む前記エピタ
   キシャル層の表面に選択的に形成され前記ベースコンタ
   クト領域よりも不純物濃度が低い第１導電型のベース領
   域と、前記エピタキシャル層の上に形成された絶縁膜と
   、前記ベース領域上の前記絶縁膜を選択的に除去した後
   に前記ベース領域に接触して形成された第２導電型の多
   結晶シリコン膜と、この多結晶シリコン膜から前記ベー
   ス領域の表面に不純物を拡散して形成された第２導電型
   のエミッタ領域と、前記コレクタ領域上及び前記ベース
   コンタクト領域上の前記絶縁膜を選択的に除去した後に
   前記コレクタ領域、前記ベースコンタクト領域及び前記
   多結晶シリコン膜に接触してパターン形成された複数個
   の電極とを有することを特徴とするバイポーラトランジ
   スタ。