JPH0541387A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
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- JPH0541387A JPH0541387A JP21798791A JP21798791A JPH0541387A JP H0541387 A JPH0541387 A JP H0541387A JP 21798791 A JP21798791 A JP 21798791A JP 21798791 A JP21798791 A JP 21798791A JP H0541387 A JPH0541387 A JP H0541387A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
- H01L29/66234—Bipolar junction transistors [BJT]
- H01L29/66272—Silicon vertical transistors
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 バイポーラ型トランジスタの高周波特性の向
上と接合降伏耐圧の向上を図る。 【構成】 傾斜回転法によるイオン注入によりバイポー
ラ型トランジスタのエミッタ直下のベース領域の接合幅
が狭く、かつ高濃度のベース領域を得、さらには接合端
部曲率半径を大きくする。 【効果】 遮断周波数ｆT の向上を図り、またより高い
降伏電圧を保持する。
上と接合降伏耐圧の向上を図る。 【構成】 傾斜回転法によるイオン注入によりバイポー
ラ型トランジスタのエミッタ直下のベース領域の接合幅
が狭く、かつ高濃度のベース領域を得、さらには接合端
部曲率半径を大きくする。 【効果】 遮断周波数ｆT の向上を図り、またより高い
降伏電圧を保持する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は半導体装置及びその製
造方法に関し、特に遮断周波数を向上し、かつ接合耐圧
を向上したバイポーラ型トランジスタ及びその製造方法
に関するものである。
造方法に関し、特に遮断周波数を向上し、かつ接合耐圧
を向上したバイポーラ型トランジスタ及びその製造方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図６，図７は従来の半導体装置の製造工
程の一部を示した断面図であり、図６において、１はＮ
型半導体基板、２はフィールド酸化膜、３はスクリーン
酸化膜、９はＢ+ イオン注入方向を示す矢印、１０はＰ
型ベース領域である。図７において、１，２，３は図６
と同様、６はＣＶＤ酸化膜、７はＡｓ+ イオン注入方向
を示す矢印、８はＮ型エミッタ領域である。
程の一部を示した断面図であり、図６において、１はＮ
型半導体基板、２はフィールド酸化膜、３はスクリーン
酸化膜、９はＢ+ イオン注入方向を示す矢印、１０はＰ
型ベース領域である。図７において、１，２，３は図６
と同様、６はＣＶＤ酸化膜、７はＡｓ+ イオン注入方向
を示す矢印、８はＮ型エミッタ領域である。
【０００３】図８，図９は図６中のＡ−Ａ′方向，Ｂ−
Ｂ′方向の距離と不純物濃度の関係を示したグラフであ
り、図中、横軸は距離を等間隔座標で、縦軸は不純物濃
度を対数座標で示してある。図８において、１ａは基板
不純物プロファイル、１０ａはベース深さ方向不純物プ
ロファイルである。図９において、１ａは図８と同等、
１０ｂはベース水平方向不純物プロファイルである。図
１０は図７中のＣ−Ｃ′方向の距離と不純物濃度の関係
を示したグラフであり、座標は図８，図９と同様であ
る。図において、１ａは図８，図９と同等、１０ｃはエ
ミッタ直下ベース不純物プロファイル、８ａはエミッタ
不純物プロファイルである。
Ｂ′方向の距離と不純物濃度の関係を示したグラフであ
り、図中、横軸は距離を等間隔座標で、縦軸は不純物濃
度を対数座標で示してある。図８において、１ａは基板
不純物プロファイル、１０ａはベース深さ方向不純物プ
ロファイルである。図９において、１ａは図８と同等、
１０ｂはベース水平方向不純物プロファイルである。図
１０は図７中のＣ−Ｃ′方向の距離と不純物濃度の関係
を示したグラフであり、座標は図８，図９と同様であ
る。図において、１ａは図８，図９と同等、１０ｃはエ
ミッタ直下ベース不純物プロファイル、８ａはエミッタ
不純物プロファイルである。
【０００４】次に従来の半導体装置の作用を製造工程の
一部に従って説明する。まず、図６に示すように、比抵
抗が１Ωｃｍ程度のＮ型半導体基板１の図中上面全体に
厚さ６０００オングストローム程度のフィールド酸化膜
２を形成し、次に、前記酸化膜のベース領域を形成すべ
き部分をエッチングする。次に、Ｐ型不純物ボロンイオ
ン（以後、Ｂ+ と略す）をＮ型半導体基板１上面の法線
方向のＢ+ イオン注入方向９または法線方向に７°の角
度をもって注入し、Ｐ型ベース領域１０を形成する。
一部に従って説明する。まず、図６に示すように、比抵
抗が１Ωｃｍ程度のＮ型半導体基板１の図中上面全体に
厚さ６０００オングストローム程度のフィールド酸化膜
２を形成し、次に、前記酸化膜のベース領域を形成すべ
き部分をエッチングする。次に、Ｐ型不純物ボロンイオ
ン（以後、Ｂ+ と略す）をＮ型半導体基板１上面の法線
方向のＢ+ イオン注入方向９または法線方向に７°の角
度をもって注入し、Ｐ型ベース領域１０を形成する。
【０００５】この時、質量の比較的小さなＢ+ イオン
は、図中ｘｊ方向に容易に入りやすくなる。これは一般
にチャネリングと呼ばれ、Ｂ+イオンの分布は接合深さ
が深くなるにつれて、低濃度にて裾野をひくような形状
となる。これはＰ型ベース領域１０の接合深さや表面シ
ート抵抗のバラツキを増加させる原因となっている。そ
のため、現状では、Ｂ+ イオン注入を行う前に、注入エ
ネルギー５０ｋｅＶ程度で１０００オングストローム程
度のスクリーン酸化膜３を形成することで、前述チャネ
リングを低減している。スクリーン酸化膜３形成後、Ｂ
+ イオン注入方向にＢ+ イオンを注入エネルギー５０ｋ
ｅＶ，注入量１０14コ/cm2程度で注入し、１０００℃の
温度でアニールしてＰ型ベース領域１０を形成する。
は、図中ｘｊ方向に容易に入りやすくなる。これは一般
にチャネリングと呼ばれ、Ｂ+イオンの分布は接合深さ
が深くなるにつれて、低濃度にて裾野をひくような形状
となる。これはＰ型ベース領域１０の接合深さや表面シ
ート抵抗のバラツキを増加させる原因となっている。そ
のため、現状では、Ｂ+ イオン注入を行う前に、注入エ
ネルギー５０ｋｅＶ程度で１０００オングストローム程
度のスクリーン酸化膜３を形成することで、前述チャネ
リングを低減している。スクリーン酸化膜３形成後、Ｂ
+ イオン注入方向にＢ+ イオンを注入エネルギー５０ｋ
ｅＶ，注入量１０14コ/cm2程度で注入し、１０００℃の
温度でアニールしてＰ型ベース領域１０を形成する。
【０００６】この時、図６中ｘｊ方向Ａ−Ａ′にそって
の不純物濃度プロファイルを図８に示した。ベース深さ
方向不純物プロファイル１０ａのピーク濃度は１０18コ/
cm3 程度となる。また、ベース領域の深さが深くなるに
つれてイオン注入のチャネリングにより、低濃度の裾野
が生じる。また、図６中、Ｎ型半導体基板１水平方向で
あるｙ方向Ｂ−Ｂ′に沿っての不純物濃度プロファイル
を図９に示した。ｙ方向はｘｊ方向に比べ、Ｂ+ イオン
のチャネリング発生は少なく、前述のアニールにより不
純物が拡散するが、一般にｘｊ方向に比べて、ｙ方向へ
の拡散長は小さいので、ベース水平方向不純物プロファ
イル１０ｂの低濃度裾野領域はベース深さ方向不純物プ
ロファイル１０ａより小さくなり、濃度勾配は急峻にな
る。
の不純物濃度プロファイルを図８に示した。ベース深さ
方向不純物プロファイル１０ａのピーク濃度は１０18コ/
cm3 程度となる。また、ベース領域の深さが深くなるに
つれてイオン注入のチャネリングにより、低濃度の裾野
が生じる。また、図６中、Ｎ型半導体基板１水平方向で
あるｙ方向Ｂ−Ｂ′に沿っての不純物濃度プロファイル
を図９に示した。ｙ方向はｘｊ方向に比べ、Ｂ+ イオン
のチャネリング発生は少なく、前述のアニールにより不
純物が拡散するが、一般にｘｊ方向に比べて、ｙ方向へ
の拡散長は小さいので、ベース水平方向不純物プロファ
イル１０ｂの低濃度裾野領域はベース深さ方向不純物プ
ロファイル１０ａより小さくなり、濃度勾配は急峻にな
る。
【０００７】また、図６中、Ｎ型半導体基板１に正電
圧、Ｐ型ベース領域１０に負電圧を印加した際に、最も
高電界が生じるのは、接合境界部が最も小さな円弧を描
く部分であり、図６中では、その曲率半径をＲ2 で示し
てある。よって、上記接合部の降伏耐圧は、曲率半径Ｒ
2 によって制限される。そのため、降伏耐圧の向上のた
めには、Ｐ型ベース領域１０を１０００℃以上の温度で
さらに熱拡散させて、曲率半径Ｒ2 を大きくすればよい
が、Ｐ型ベース領域１０のｘｊ方向拡散深さが深くなる
に従い、不純物濃度の低下も伴い、本発明による半導体
装置をより高周波数で動作させる場合に大きな短所とな
る。
圧、Ｐ型ベース領域１０に負電圧を印加した際に、最も
高電界が生じるのは、接合境界部が最も小さな円弧を描
く部分であり、図６中では、その曲率半径をＲ2 で示し
てある。よって、上記接合部の降伏耐圧は、曲率半径Ｒ
2 によって制限される。そのため、降伏耐圧の向上のた
めには、Ｐ型ベース領域１０を１０００℃以上の温度で
さらに熱拡散させて、曲率半径Ｒ2 を大きくすればよい
が、Ｐ型ベース領域１０のｘｊ方向拡散深さが深くなる
に従い、不純物濃度の低下も伴い、本発明による半導体
装置をより高周波数で動作させる場合に大きな短所とな
る。
【０００８】次に、図７には図６の状態より、フィール
ド酸化膜２，スクリーン酸化膜３上面にＣＶＤ酸化膜６
を形成し、エミッタ領域となる部分を写真製版工程を経
てエッチングし、Ｎ型不純物ヒ素イオン（以後、Ａｓ+
と略す）を注入エネルギー５０ｋｅＶ，注入量１０16コ/
cm2 程度でＮ型半導体基板１の法線方向となるＡｓ+ イ
オン注入方向７または法線方向より７°の角度をもって
注入する。その後、１０００℃程度の熱処理にてアニー
ルすることで、Ｎ型エミッタ領域８を形成する。
ド酸化膜２，スクリーン酸化膜３上面にＣＶＤ酸化膜６
を形成し、エミッタ領域となる部分を写真製版工程を経
てエッチングし、Ｎ型不純物ヒ素イオン（以後、Ａｓ+
と略す）を注入エネルギー５０ｋｅＶ，注入量１０16コ/
cm2 程度でＮ型半導体基板１の法線方向となるＡｓ+ イ
オン注入方向７または法線方向より７°の角度をもって
注入する。その後、１０００℃程度の熱処理にてアニー
ルすることで、Ｎ型エミッタ領域８を形成する。
【０００９】図７中、ｘｊ方向Ｃ−Ｃ′方向に沿っての
不純物濃度プロファイルを図１０に示した。エミッタ不
純物プロファイル８ａのピーク濃度は１０20コ/cm3 程度
であり、エミッタ直下ベース不純物プロファイル１０ｃ
のピーク濃度は１０18〜１０17コ/cm3 程度となる。エミ
ッタ直下ベース不純物プロファイル１０ｃはＢ+イオン
注入時のチャネリングによる低濃度での裾野領域によ
り、その接合幅が決定されており、電流増幅率ｈｆｅ，
遮断周波数ｆT 等を決定づける。一般にエミッタ直下ベ
ース不純物プロファイル１０ｃの接合幅が狭く、不純物
濃度傾斜が急な方が遮断周波数ｆT の向上に効果があ
る。
不純物濃度プロファイルを図１０に示した。エミッタ不
純物プロファイル８ａのピーク濃度は１０20コ/cm3 程度
であり、エミッタ直下ベース不純物プロファイル１０ｃ
のピーク濃度は１０18〜１０17コ/cm3 程度となる。エミ
ッタ直下ベース不純物プロファイル１０ｃはＢ+イオン
注入時のチャネリングによる低濃度での裾野領域によ
り、その接合幅が決定されており、電流増幅率ｈｆｅ，
遮断周波数ｆT 等を決定づける。一般にエミッタ直下ベ
ース不純物プロファイル１０ｃの接合幅が狭く、不純物
濃度傾斜が急な方が遮断周波数ｆT の向上に効果があ
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置は以
上のような構造を有しているので、遮断周波数ｆT の向
上のためには、より幅の狭い、高濃度のエミッタ直下の
ベース領域を形成しなければならず、そのために接合深
さの浅いベース領域を形成する必要があり、またその反
機能としてベース領域端部の曲率半径が小さくなり、降
伏電圧が小さくなるなどの問題点があった。
上のような構造を有しているので、遮断周波数ｆT の向
上のためには、より幅の狭い、高濃度のエミッタ直下の
ベース領域を形成しなければならず、そのために接合深
さの浅いベース領域を形成する必要があり、またその反
機能としてベース領域端部の曲率半径が小さくなり、降
伏電圧が小さくなるなどの問題点があった。
【００１１】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、エミッタ直下のベース領域の接
合幅を狭くし、かつ高濃度に形成し、遮断周波数ｆT の
向上と、ベース領域端部の曲率半径をより大きくするこ
とで、降伏耐圧の向上を図ることのできる半導体装置及
びその製造方法を得ることを目的とする。
ためになされたもので、エミッタ直下のベース領域の接
合幅を狭くし、かつ高濃度に形成し、遮断周波数ｆT の
向上と、ベース領域端部の曲率半径をより大きくするこ
とで、降伏耐圧の向上を図ることのできる半導体装置及
びその製造方法を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体装
置及びその製造方法はベース領域の形成に傾斜回転法に
よるイオン注入を用いることにより、イオン注入時のチ
ャネリングを抑圧し、エミッタ直下のベース領域の接合
幅を狭く、かつ高濃度に形成するものである。
置及びその製造方法はベース領域の形成に傾斜回転法に
よるイオン注入を用いることにより、イオン注入時のチ
ャネリングを抑圧し、エミッタ直下のベース領域の接合
幅を狭く、かつ高濃度に形成するものである。
【００１３】さらに、傾斜回転イオン注入により、ベー
ス領域の接合端部の曲率半径をより大きくしたものであ
る。
ス領域の接合端部の曲率半径をより大きくしたものであ
る。
【００１４】
【作用】この発明における半導体装置及びその製造方法
は、エミッタ直下のベース領域の接合幅を狭く、かつ高
濃度に形成できるので、遮断周波数ｆT を同程度の接合
幅を有する半導体装置より向上することができる。
は、エミッタ直下のベース領域の接合幅を狭く、かつ高
濃度に形成できるので、遮断周波数ｆT を同程度の接合
幅を有する半導体装置より向上することができる。
【００１５】また、上記作用を得るために、浅い接合を
形成してもベース接合端部の曲率半径を大きくすること
により、接合の降伏電圧の低下を防ぐことが可能であ
る。
形成してもベース接合端部の曲率半径を大きくすること
により、接合の降伏電圧の低下を防ぐことが可能であ
る。
【００１６】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１，図２はこの発明の一実施例による半導体装
置の製造工程の一部を示した断面図である。図１におい
て、１はＮ型半導体基板、２はフィールド酸化膜、３は
スクリーン酸化膜、４は傾斜角θを有したまま、回転す
るＢ+ イオン注入方向を示す矢印、５はＰ型ベース領域
であり、図２において、１，２，３，５は図１と同様、
６はＣＶＤ酸化膜、７はＡｓ+ イオン注入方向を示す矢
印、８はＮ型エミッタ領域である。
する。図１，図２はこの発明の一実施例による半導体装
置の製造工程の一部を示した断面図である。図１におい
て、１はＮ型半導体基板、２はフィールド酸化膜、３は
スクリーン酸化膜、４は傾斜角θを有したまま、回転す
るＢ+ イオン注入方向を示す矢印、５はＰ型ベース領域
であり、図２において、１，２，３，５は図１と同様、
６はＣＶＤ酸化膜、７はＡｓ+ イオン注入方向を示す矢
印、８はＮ型エミッタ領域である。
【００１７】図３，図４は図１中のＡ−Ａ′方向，Ｂ−
Ｂ′方向の距離と不純物濃度の関係を示したグラフであ
り、図中、横軸は距離を等間隔座標、縦軸は不純物濃度
を対数座標で示してある。図３において、１ａは基板不
純物プロファイル、５ａはベース深さ方向不純物プロフ
ァイルである。図４において、１ａは図３と同じ基板不
純物プロファイル、５ｂはベース水平方向不純物プロフ
ァイルである。図５は図２中のＣ−Ｃ′方向の距離と不
純物濃度の関係を示したグラフであり、座標は図３，図
４と同じである。図において、１ａは図３，図４と同じ
もの、５ｃはエミッタ直下ベース不純物プロファイル、
８ａはエミッタ不純物プロファイルである。
Ｂ′方向の距離と不純物濃度の関係を示したグラフであ
り、図中、横軸は距離を等間隔座標、縦軸は不純物濃度
を対数座標で示してある。図３において、１ａは基板不
純物プロファイル、５ａはベース深さ方向不純物プロフ
ァイルである。図４において、１ａは図３と同じ基板不
純物プロファイル、５ｂはベース水平方向不純物プロフ
ァイルである。図５は図２中のＣ−Ｃ′方向の距離と不
純物濃度の関係を示したグラフであり、座標は図３，図
４と同じである。図において、１ａは図３，図４と同じ
もの、５ｃはエミッタ直下ベース不純物プロファイル、
８ａはエミッタ不純物プロファイルである。
【００１８】次に、この発明の一実施例による製造工程
を図に従って説明する。まず、図１に示すように比抵抗
が１Ωｃｍ程度のＮ型半導体基板１の上面全体に厚さ６
０００オングストローム程度のフィールド酸化膜２を形
成し、次に前記酸化膜のベース領域を形成すべき部分を
エッチングする。
を図に従って説明する。まず、図１に示すように比抵抗
が１Ωｃｍ程度のＮ型半導体基板１の上面全体に厚さ６
０００オングストローム程度のフィールド酸化膜２を形
成し、次に前記酸化膜のベース領域を形成すべき部分を
エッチングする。
【００１９】次に、Ｂ+ イオン注入のチャネリングを低
減するためのスクリーン酸化膜３を形成する。前記酸化
膜は、Ｂ+ 注入エネルギー５０ｋｅＶに対して従来より
薄い５００オングストローム程度でよい。
減するためのスクリーン酸化膜３を形成する。前記酸化
膜は、Ｂ+ 注入エネルギー５０ｋｅＶに対して従来より
薄い５００オングストローム程度でよい。
【００２０】続いて、Ｐ型不純物であるボロンイオンを
Ｎ型半導体基板１上面法線方向に対して、傾斜角θを有
したまま、法線を回転軸として回転させながら、Ｂ+ イ
オン注入方向４に示される方向に注入エネルギー５０ｋ
ｅＶ，注入量１０14コ/cm2 程度注入し、１０００℃程度
の温度でアニールしてＰ型ベース領域５が形成される。
この場合の傾斜角度θは法線方向に対し、１５°〜７５
°以内において適度の回転速度で必要量の供給イオンが
基板上に平均に注入される。
Ｎ型半導体基板１上面法線方向に対して、傾斜角θを有
したまま、法線を回転軸として回転させながら、Ｂ+ イ
オン注入方向４に示される方向に注入エネルギー５０ｋ
ｅＶ，注入量１０14コ/cm2 程度注入し、１０００℃程度
の温度でアニールしてＰ型ベース領域５が形成される。
この場合の傾斜角度θは法線方向に対し、１５°〜７５
°以内において適度の回転速度で必要量の供給イオンが
基板上に平均に注入される。
【００２１】傾斜回転注入法により比較的質量の小さな
Ｂ+ イオンの図１中ｘｊ方向のチャネリングが抑制さ
れ、浅く、かつｘｊ方向の不純物濃度勾配の急なＰ型ベ
ース領域５が得られる。図１中、ｘｊ方向Ａ−Ａ′に沿
っての不純物濃度プロファイルを図３に示した。ベース
深さ方向不純物プロファイル５ａのピーク濃度は１０18
コ/cm2 程度となる。ｘｊ方向の不純物濃度の傾斜はチャ
ネルを抑制したことから従来に比べて急勾配になってい
る。
Ｂ+ イオンの図１中ｘｊ方向のチャネリングが抑制さ
れ、浅く、かつｘｊ方向の不純物濃度勾配の急なＰ型ベ
ース領域５が得られる。図１中、ｘｊ方向Ａ−Ａ′に沿
っての不純物濃度プロファイルを図３に示した。ベース
深さ方向不純物プロファイル５ａのピーク濃度は１０18
コ/cm2 程度となる。ｘｊ方向の不純物濃度の傾斜はチャ
ネルを抑制したことから従来に比べて急勾配になってい
る。
【００２２】また、図１中、ｙ方向Ｂ−Ｂ′に沿っての
不純物濃度プロファイルを図４に示した。ｙ方向の注入
はフィールド酸化膜２がイオン注入に対しての遮蔽物と
なり、傾斜回転注入の注入方向が所定の角度を向いた場
合にしか、Ｂ+ イオンはＮ型半導体基板には注入されな
い。そのために、ベース水平方向不純物プロファイル５
ｂはｙ方向に対し、低濃度になるにつれ広く裾野をひく
ような形状になる。
不純物濃度プロファイルを図４に示した。ｙ方向の注入
はフィールド酸化膜２がイオン注入に対しての遮蔽物と
なり、傾斜回転注入の注入方向が所定の角度を向いた場
合にしか、Ｂ+ イオンはＮ型半導体基板には注入されな
い。そのために、ベース水平方向不純物プロファイル５
ｂはｙ方向に対し、低濃度になるにつれ広く裾野をひく
ような形状になる。
【００２３】さらに、Ｎ型半導体基板１に正電圧、Ｐ型
ベース領域５に負電圧を印加した際に、最も高電界とな
るＰ型ベース領域５接合部の円弧を描く部分であり、図
１中ではその曲率半径をＲ1 で示してある。従来例に比
べ、この発明の一実施例によれば、ｙ方向にゆるやかな
勾配を持つＰ型ベース領域５を形成できるので、同じ深
さを有する接合を形成してもより大きな曲率半径を得る
ことが可能となり、接合の降伏電圧の向上が図れる。ま
たｙ方向にゆるやかな不純物濃度勾配を持つことによ
り、前述の電圧印加条件でのＣ−Ｃ′方向の空乏層の拡
がり幅は従来例よりも大きくなるので、接合容量も従来
例より低減することができる。
ベース領域５に負電圧を印加した際に、最も高電界とな
るＰ型ベース領域５接合部の円弧を描く部分であり、図
１中ではその曲率半径をＲ1 で示してある。従来例に比
べ、この発明の一実施例によれば、ｙ方向にゆるやかな
勾配を持つＰ型ベース領域５を形成できるので、同じ深
さを有する接合を形成してもより大きな曲率半径を得る
ことが可能となり、接合の降伏電圧の向上が図れる。ま
たｙ方向にゆるやかな不純物濃度勾配を持つことによ
り、前述の電圧印加条件でのＣ−Ｃ′方向の空乏層の拡
がり幅は従来例よりも大きくなるので、接合容量も従来
例より低減することができる。
【００２４】次に、図２には図１の状態よりフィールド
酸化膜２，スクリーン酸化膜３上面にＣＶＤ酸化膜６を
形成し、エミッタ領域となる部分を写真製版工程を経て
エッチングし、Ｎ型不純物ヒ素イオンを注入エネルギー
５０ｋｅＶ，注入量１０16コ/cm2 程度で、Ｎ型半導体基
板１の法線方向となるＡｓ+ イオン注入方向７または法
線方向より７°の角度をもって注入する。その後、１０
００℃程度の熱処理にてアニールすることで、Ｎ型エミ
ッタ領域８を形成する。
酸化膜２，スクリーン酸化膜３上面にＣＶＤ酸化膜６を
形成し、エミッタ領域となる部分を写真製版工程を経て
エッチングし、Ｎ型不純物ヒ素イオンを注入エネルギー
５０ｋｅＶ，注入量１０16コ/cm2 程度で、Ｎ型半導体基
板１の法線方向となるＡｓ+ イオン注入方向７または法
線方向より７°の角度をもって注入する。その後、１０
００℃程度の熱処理にてアニールすることで、Ｎ型エミ
ッタ領域８を形成する。
【００２５】図２中、ｘｊ方向をＣ−Ｃ′に沿っての不
純物濃度プロファイルを図５に示した。エミッタ不純物
プロファイル８ａのピーク濃度は１０20コ/cm3 程度あ
り、エミッタ直下ベース不純物プロファイル５ｃのピー
ク濃度は１０18コ/cm3 程度となる。ここで、この発明の
一実施例のエミッタ直下のベース不純物プロファイル５
ｃは従来例のエミッタ直下ベース不純物プロファイル
（図１０の１０ｃ）に比べ、ｘｊ方向低濃度領域の裾野
が形成されないために、急峻な濃度変化を示す。そのた
めに，Ｐ型ベース領域５ｃの接合幅をさらに狭めても、
高い濃度ピークが得られる。そのために高周波動作にと
って重要となるベース拡がり抵抗ｒｂｂ′は従来例に比
べて急激に上昇することはなく、高い遮断周波数ｆT を
得ることができる。
純物濃度プロファイルを図５に示した。エミッタ不純物
プロファイル８ａのピーク濃度は１０20コ/cm3 程度あ
り、エミッタ直下ベース不純物プロファイル５ｃのピー
ク濃度は１０18コ/cm3 程度となる。ここで、この発明の
一実施例のエミッタ直下のベース不純物プロファイル５
ｃは従来例のエミッタ直下ベース不純物プロファイル
（図１０の１０ｃ）に比べ、ｘｊ方向低濃度領域の裾野
が形成されないために、急峻な濃度変化を示す。そのた
めに，Ｐ型ベース領域５ｃの接合幅をさらに狭めても、
高い濃度ピークが得られる。そのために高周波動作にと
って重要となるベース拡がり抵抗ｒｂｂ′は従来例に比
べて急激に上昇することはなく、高い遮断周波数ｆT を
得ることができる。
【００２６】なお、上記実施例では、ベース領域，エミ
ッタ領域の不純物のアニールを別個に行ったが、エミッ
タ，ベース領域の不純物を同時にアニールすることで接
合深さの浅いベース領域を有する半導体装置を得ること
が可能であり、より高い遮断周波数ｆT を達成すること
が可能である。
ッタ領域の不純物のアニールを別個に行ったが、エミッ
タ，ベース領域の不純物を同時にアニールすることで接
合深さの浅いベース領域を有する半導体装置を得ること
が可能であり、より高い遮断周波数ｆT を達成すること
が可能である。
【００２７】また、Ｎ型エミッタ領域の形成にＡｓ+ イ
オン以外にＰ+ イオンを用いてもよく、この時にベース
領域の形成のためのイオン注入と同様に傾斜回転注入を
用いると、エミッタ−ベース間の降伏耐圧が向上し、さ
らに接合の容量を低減することも可能であり、さらに遮
断周波数ｆT の向上を図ることが可能となる。
オン以外にＰ+ イオンを用いてもよく、この時にベース
領域の形成のためのイオン注入と同様に傾斜回転注入を
用いると、エミッタ−ベース間の降伏耐圧が向上し、さ
らに接合の容量を低減することも可能であり、さらに遮
断周波数ｆT の向上を図ることが可能となる。
【００２８】傾斜回転不純物注入は、被注入半導体基板
の法線方向に対しての角度を変化させながら複数回行う
ことで、目的に応じた不純物濃度、もしくは不純物プロ
ファイルにて不純物領域を形成することができる。
の法線方向に対しての角度を変化させながら複数回行う
ことで、目的に応じた不純物濃度、もしくは不純物プロ
ファイルにて不純物領域を形成することができる。
【００２９】なお上記実施例ではＮＰＮ型バイポーラ型
トランジスタについて説明したが、ＰＮＰ型バイポーラ
型トランジスタにおいても同様の効果を得ることができ
る。
トランジスタについて説明したが、ＰＮＰ型バイポーラ
型トランジスタにおいても同様の効果を得ることができ
る。
【００３０】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、バイ
ポーラ型トランジスタのベース領域を傾斜回転イオン注
入により形成することで、イオン注入のチャネリングを
抑制することが可能であり、急峻な不純物の濃度勾配を
有する接合が得られ、遮断周波数ｆT の高い半導体装置
が得られる効果がある。
ポーラ型トランジスタのベース領域を傾斜回転イオン注
入により形成することで、イオン注入のチャネリングを
抑制することが可能であり、急峻な不純物の濃度勾配を
有する接合が得られ、遮断周波数ｆT の高い半導体装置
が得られる効果がある。
【００３１】また、この発明によれば、ベース領域接合
端部の曲率半径を従来より大きくすることが可能とな
り、浅いベース接合を有する半導体装置においても高い
降伏電圧が得られる効果がある。
端部の曲率半径を従来より大きくすることが可能とな
り、浅いベース接合を有する半導体装置においても高い
降伏電圧が得られる効果がある。
【図１】本発明による一実施例の半導体装置のベース領
域形成時点の断面図。
域形成時点の断面図。
【図２】本発明による一実施例の半導体装置のエミッタ
領域形成時点の断面図。
領域形成時点の断面図。
【図３】本発明による一実施例の半導体装置のベース領
域形成時点での接合深さ方向の不純物濃度プロファイル
図。
域形成時点での接合深さ方向の不純物濃度プロファイル
図。
【図４】本発明による一実施例の半導体装置のベース領
域形成時点での水平方向の不純物濃度プロファイル図。
域形成時点での水平方向の不純物濃度プロファイル図。
【図５】本発明による一実施例の半導体装置のエミッタ
領域形成時点での接合深さ方向の不純物濃度プロファイ
ル図。
領域形成時点での接合深さ方向の不純物濃度プロファイ
ル図。
【図６】従来の半導体装置のベース領域形成時点の断面
図。
図。
【図７】従来の半導体装置のエミッタ領域形成時点の断
面図。
面図。
【図８】従来の半導体装置のベース領域形成時点の接合
深さ方向の不純物濃度プロファイル図。
深さ方向の不純物濃度プロファイル図。
【図９】従来の半導体装置のベース領域形成時点の水平
方向の不純物濃度プロファイル図。
方向の不純物濃度プロファイル図。
【図１０】従来の半導体装置のエミッタ領域形成時点の
接合深さ方向の不純物濃度プロファイル図。
接合深さ方向の不純物濃度プロファイル図。
１ Ｎ型半導体基板 １ａ 基板不純物プロファイル ２ フィールド酸化膜 ３ スクリーン酸化膜 ４ Ｂ+ イオン注入方向 ５ Ｐ型ベース領域 ５ａ ベース深さ方向不純物プロファイル ５ｂ ベース水平方向不純物プロファイル ５ｃ エミッタ直下ベース不純物プロファイル ６ ＣＶＤ酸化膜 ７ Ａｓ+ イオン注入方向 ８ Ｎ型エミッタ領域 ８ａ エミッタ不純物プロファイル ９ Ｂ+ イオン注入方向 １０ Ｐ型ベース領域 １０ａ ベース深さ方向不純物プロファイル １０ｂ ベース水平方向不純物プロファイル １０ｃ エミッタ直下ベース不純物プロファイル
Claims (2)
- 【請求項１】 傾斜回転イオン注入によりエミッタ領域
直下に形成された、不純物濃度が高く、かつ接合端部の
曲率半径の大きなベース領域を持つことを特徴とするバ
イポーラ型半導体装置。 - 【請求項２】 傾斜回転によりイオン注入してベース領
域を形成する工程を有し、エミッタ領域直下のベース領
域の不純物濃度が高くかつ接合端部の曲率半径の大きな
ベース領域を持つバイポーラ型半導体装置を製造するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21798791A JPH0541387A (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | 半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21798791A JPH0541387A (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | 半導体装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0541387A true JPH0541387A (ja) | 1993-02-19 |
Family
ID=16712848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21798791A Pending JPH0541387A (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0541387A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0766295A1 (en) * | 1995-09-29 | 1997-04-02 | Co.Ri.M.Me. Consorzio Per La Ricerca Sulla Microelettronica Nel Mezzogiorno | Process for forming a high frequency bipolar transistor structure comprising an oblique implantation step |
| US5899723A (en) * | 1994-10-07 | 1999-05-04 | National Semiconductor Corporation | Oblique implantation in forming base of bipolar transistor |
| EP1248290A2 (de) * | 2001-04-07 | 2002-10-09 | Philips Corporate Intellectual Property GmbH | Herstellung eines lateralen Bipolartransistors |
| JP2005150509A (ja) * | 2003-11-18 | 2005-06-09 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
-
1991
- 1991-08-02 JP JP21798791A patent/JPH0541387A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5899723A (en) * | 1994-10-07 | 1999-05-04 | National Semiconductor Corporation | Oblique implantation in forming base of bipolar transistor |
| EP0766295A1 (en) * | 1995-09-29 | 1997-04-02 | Co.Ri.M.Me. Consorzio Per La Ricerca Sulla Microelettronica Nel Mezzogiorno | Process for forming a high frequency bipolar transistor structure comprising an oblique implantation step |
| US5940711A (en) * | 1995-09-29 | 1999-08-17 | Stmicroelectronics, S.R.L. | Method for making high-frequency bipolar transistor |
| EP1248290A2 (de) * | 2001-04-07 | 2002-10-09 | Philips Corporate Intellectual Property GmbH | Herstellung eines lateralen Bipolartransistors |
| EP1248290A3 (de) * | 2001-04-07 | 2004-03-24 | Philips Intellectual Property & Standards GmbH | Herstellung eines lateralen Bipolartransistors |
| JP2005150509A (ja) * | 2003-11-18 | 2005-06-09 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
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