JPH04206730A - 半導体装置 - 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〕 本発明は半導体装置に関し、特にコレクタ抵抗を低減し
たバイポーラ素子に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は従来の代表的なバイポーラトランジスタである
縦型ＮＰＮ型トランジスタの構造を示す断面図である。

図において、（１）はＰ−型基板、（２）はＮ＋型埋め
込みコレクタ層、（３）はＮ−型エピ゛タキシャルＣコ
レクタ）層、（４）はＮ生型コレクタ引き出し層、（５
）はＮ中型エミッタ層、（６）はＰ型ベース層、（７）
はコレクタ電極、（８）はエミッタ電極−（９）はベー
ス電極、（１００）は酸化膜素子分離領域である。

次に動作について説明する。

Ｎ＋フレクタ引き出し層（４）は、不純物濃度の低いＮ
″″型エピタキシャルＣコレクタ）層（３）とコレクタ
電極（７）との間ではオーミック（Ｏｈｍｉｃ）な電気
的接続をとる事が難しいため、電極直下の不純物濃度を
増加させることによりオーミッタな電気的接続をとるこ
とを目的に形成されている。また、尉型埋み込みコレク
タ層（２）はトランジスタのコレクタ抵抗を低減させる
ために設けられている。これは、トランジスタの主電流
であるエミッタ電流が深さ方向に流れるためコレクタ電
極（７）を基板（１）表面まで引き出す構造が必要であ
り、またエピタキシャル（コレクタ）層（３）はベース
・コレクタ閲耐圧を上げろために不純物濃度が低く（抵
抗率が高くなる）、このためトランジスタの寄生成分で
あるコレクタ抵抗を低くすることが必要であるという２
つの目的のために形成されている。

１１１４図は、コレクタ抵抗を更に低減させるために、
Ｎ中型コレクタ引き出し層（４）をＮ＋型埋め込みコレ
クタ層（２）に達するように形成したＮＰＮ型バイポー
ラトランジスタの構造断面図である。

第５図（ａ）〜（Ｃ）は、第４図に示したトランジスタ
構造の主要部の製造工程を示す断面図である。以下、笛
５図（８）〜（ｅ）における製造方法について述べる。

まず、第５図（ａ）のように、Ｐ−型半導体基板（１）
表面の素子形成領域にイオン注入等により選択的にＮ十
型埋め込みコレクタ層（２）を形成した後、全面にＮ−
型エピタキシャル層（３）を形成し、その後、素子形成
領域以外のエピタキシャル層（３）をＮ＋型埋め込みコ
レクタ層（２）に達するまで酸化して酸化膜分離領域（
１００）を形成する。

次に、第５図（ｂ）のように、基板（１）表面に堆積し
た拡散源ＣＮ型不純物の入ったガラスなど）からの熱拡
散や、イオン注入によるＮ型不純物を注入後に熱拡散す
ることにより、Ｎ＋型コレクタ電極引き出し層（４）を
Ｎ十型埋め込みコレク外１２）に達するように形成する
。エピタキシャル層（３）の厚さにわたって不純物を拡
散させるために、一般的にこの工程に用いられるＮ型不
純物としては熱拡散係数の大きいリン（燐）ｌｅ使用す
ることが多い。また、この不純物は基板（１）（例えば
、結晶軸＜１００）　）に対し水平方向よりも深さ方向
へ拡散しやすいことが知られており、不純物領域は水平
方向よりも深さ方向に長い領域を形成する。

次に、Ｎ５図（（＋）のように、ベース層（６）、エミ
ツタ層（５）を形成し一最後にコレクタ電極（７）、ベ
ース電極（９）、エミッタ電極（８）を形成する。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の半導体装置は以上のように構成されているので、
Ｎ＋型コレクタ引き出し層（４）の形成は讐基板（１）
表面に堆積した拡散源ＣＮ型不純物の入ったガラスなど
）からの熱拡散や、エピタキシャル層（３）上部にイオ
ン注入された不純物の熱拡散などで行われていた。

このため、Ｎ中型コレクタ引き出し層（４）は、表面付
近の不純物濃度が高く、水平方向及び深さ方向への不純
物の拡散係数の差異により、その幅と不純物濃度が深さ
とともに減少するような構造となる。

従って、コレクタ引き出し層（４）と埋め込みコレクタ
層（２）との低抵抗Ｃ高不純物濃度）な接点は、木質的
なトランジスタ動作に関係するエミッタ直下の領域、す
なわち、活性領域より遠のくことになり、トランジスタ
の寄生成分であるコレクタ抵抗が低減できないという問
題点があった。

本発明は上記の問題点を解消するために為されたもので
、コレクタ抵抗のいっそう低減されたバイポーラ半導体
装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る半導体装置は、半導体基板表面に高不純物
濃度の埋め込み層を形成し、該高濃度埋め込み層上に低
不純物濃度層を形成し該高濃度埋め込み層と電極とを結
ぶ高濃度不純物領域を形成したもので該高濃度不純物領
域の幅が不純物領域の深さとともに増加するように形成
されたものである。

〔作用〕

本発明に係る半導体装置は、埋め込みコレクタ層に達す
るように形成されたコレクタ引き出し層の幅が、深さと
ともに増加するように形成されているので、埋め込みコ
レクタ層と接する実効的な接点を、本質的なトランジス
タ動作に係わるエミッタ領域直下（活性領域）に近づけ
、トランジスタの寄生成分であるコレクタ抵抗を低減さ
せることが出来る。

〔実施例〕 第１図は本発明の一実施例の半導体装置を示す断面図で
あり、第２図（ａ）〜（ｄ”ｌは第１図に示す半導体装
置の製造工程を示す断面図である。

本実施例における半導体装置の構造は、従来技術の項で
述へた第３図と基本的に同じであるので、製造方法につ
いてのみ以下に述べる。　　　−まず、第１図（ａ）の
ように、Ｐ−型半導体基板（１）表面にイオン注入等に
より選択的にＮ十型埋め込みコレクタ層（２）を形成し
たのち全面にＮ−型エピタキシヤル層＋３１を形成し、
その後、素子形成領域以外のエピタキシャル層（３）を
Ｎ＋型埋め込みコレクタ層１２）に達するまで酸化する
ことにより、酸化膜分離領域（Ｚｏｏ）を形成する。

次に一第１図（ｂ）のように、感光レジストα口を注入
マスクとして、基板（１）平面に対して斜め方向から、
大斜方向を回転させながらＮ型不純物（イ）の高加速エ
ネルギーイオン注入を行ない、続いて、低加速エネルギ
ーで通常のイオン注入を行ない、レジストＯＯを除去後
、更に、熱拡散を行なう。この結果、第１図（Ｃ）のよ
うに、Ｎ＋型コレクタｗ１．極引き出し層（４）をＮ十
型埋め込みコレクタ層（２）に達するように、かつ、Ｎ
＋型コレクタ電極引き出し層（４）の幅が基板（１）表
面から深くなるにつれで大きくなるように形成される。

次に、第１図（ｄ）のように、ベース層（６）、エミツ
タ層（５）を形成し、最後に、コレクタ電極（７）、エ
ミッタ電極（８）、ベース電極（９〕を形成する。

ナオ、上記実施例においては、Ｎ＋型コレクタ電極引き
出し層（４）の幅が基板（］）表面から深くなるにツね
テ大きくなるように形成するため、高加速エネルギー斜
め回転イオン注入と低加速エネルギーの通常イオン注入
を行なっているが、同様に形成できればどのような形成
方法でも良いことは言うまでもない。

また、上記従来例及び本発明の実施例では、ＮＰＮ型の
バイポーラトランジスタについて説明したが、それぞれ
極性を変えることによって、ＰＮＰ型トランジスタにつ
いても同様の効果を期待できる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明ｌ乙よれば、コレクタ引き出し層
の幅を深さとともに大きくなるように形成したので、埋
め込みコレクタ層との実効的な接点カトランシスタの活
性領域であるエミッタ領域直下へ近づき、トランジスタ
の寄生成分であるコレクタ抵抗を低減できる効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による半導体装置を示す断面
図、第２図（ａ）〜（ｄ）は第１図に示す半導体装置の
主な製造工程を示す断面図、第３図、第４図は従来の半
導体装置を示す断面図、第５図（ａ）〜（Ｃ〕は第４図
に示すものの主な製造工程を示す断面図である。 図において、（１）はＰ″″型基板、〔２）はＮ＋型埋
め込みコレクタ層、＋３１はＮ−型エピタキシャル層、
（４）ハＮ＋型フレクタ電極引き出し層、（５）はエミ
ツタ層、（６）はベース層、（７〕はコレクタ電極、（
８）はエミッタ電極、（９）はベース電極、（１００）
は酸化膜素子分離領域である。 なお、図中−同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　半導体基板表面に高不純物濃度の埋め込み層を形成し
   、該高濃度埋め込み層上に低不純物濃度層を形成し該高
   濃度埋め込み層と電極とを結び高濃度不純物領域を形成
   した半導体装置において、該高濃度不純物領域の幅が、
   不純物領域の深さとともに増加するように構成したこと
   を特徴とする半導体装置。