JPH0563228A - フオトトランジスタの製造方法 - Google Patents
フオトトランジスタの製造方法Info
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- JPH0563228A JPH0563228A JP3222726A JP22272691A JPH0563228A JP H0563228 A JPH0563228 A JP H0563228A JP 3222726 A JP3222726 A JP 3222726A JP 22272691 A JP22272691 A JP 22272691A JP H0563228 A JPH0563228 A JP H0563228A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ベース二重構造のフォトトランジスタにおい
て、拡散の工程を短くし、熱処理時の拡散ばらつきおよ
び電流利得hFEのばらつきを小さくする。 【構成】 エミッタ形成予定領域の周囲に、予め高濃度
の深いP型の受光部ベース拡散層11を形成しておく。
エミッタ形成予定領域の表面の薄いシリコン酸化膜12
を通して、硼素イオン13および砒素イオン14をN型
シリコン基板1に打込む。これを熱処理すると、砒素の
シリコン中の拡散係数は硼素のシリコン中の拡散係数よ
り小さいから、1回の熱処理により、エミッタ拡散層1
6およびその直下の浅いベース拡散層15を形成するこ
とができる。
て、拡散の工程を短くし、熱処理時の拡散ばらつきおよ
び電流利得hFEのばらつきを小さくする。 【構成】 エミッタ形成予定領域の周囲に、予め高濃度
の深いP型の受光部ベース拡散層11を形成しておく。
エミッタ形成予定領域の表面の薄いシリコン酸化膜12
を通して、硼素イオン13および砒素イオン14をN型
シリコン基板1に打込む。これを熱処理すると、砒素の
シリコン中の拡散係数は硼素のシリコン中の拡散係数よ
り小さいから、1回の熱処理により、エミッタ拡散層1
6およびその直下の浅いベース拡散層15を形成するこ
とができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、フォトカプラ,フォト
インタラプタ等の受光素子として使用されるフォトトラ
ンジスタの製造方法の改良に関するものである。
インタラプタ等の受光素子として使用されるフォトトラ
ンジスタの製造方法の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3(a)〜(b)は、従来のフォトト
ランジスタの製造方法の工程の一例を示す略断面図であ
る。
ランジスタの製造方法の工程の一例を示す略断面図であ
る。
【0003】図3(a)は、たとえば、N型の不純物で
あるアンチモン(Sb)を約1018cm-3程度の濃度で
含むN型シリコン基板1上に、同じくN型の不純物であ
る燐(P)を約1014cm-3程度程度の濃度で含むエピ
タキシャル層を、約30ミクロン成長させ、該エピタキ
シャル層上に熱酸化により約10000Åのシリコン酸
化膜2を形成し、フォトリソグラフィー技術によりシリ
コン酸化膜2を所望の領域のみ除去した状態を示す。
あるアンチモン(Sb)を約1018cm-3程度の濃度で
含むN型シリコン基板1上に、同じくN型の不純物であ
る燐(P)を約1014cm-3程度程度の濃度で含むエピ
タキシャル層を、約30ミクロン成長させ、該エピタキ
シャル層上に熱酸化により約10000Åのシリコン酸
化膜2を形成し、フォトリソグラフィー技術によりシリ
コン酸化膜2を所望の領域のみ除去した状態を示す。
【0004】同図(b)は、シリコン酸化膜を除去した
領域に、熱拡散によりP型不純物であるボロン(B)を
表面濃度が約1020cm-3となるように浅く拡散し、そ
の浅い拡散層を酸化雰囲気中にて熱処理することによ
り、表面濃度が約1018cm-3で拡散深さが約5ミクロ
ンのベース拡散層3を形成した状態を示す。このときベ
ース拡散層3の表面には新しいシリコン酸化膜4が形成
される。
領域に、熱拡散によりP型不純物であるボロン(B)を
表面濃度が約1020cm-3となるように浅く拡散し、そ
の浅い拡散層を酸化雰囲気中にて熱処理することによ
り、表面濃度が約1018cm-3で拡散深さが約5ミクロ
ンのベース拡散層3を形成した状態を示す。このときベ
ース拡散層3の表面には新しいシリコン酸化膜4が形成
される。
【0005】同図(c)は、ベース拡散層3の表面の約
3000Åの厚さのシリコン酸化膜4の一部すなわち、
周縁部のチャネルストッパ予定領域および内側のエミッ
タ予定領域の表面を、フォトリソグラフィー技術により
除去した状態を示す。
3000Åの厚さのシリコン酸化膜4の一部すなわち、
周縁部のチャネルストッパ予定領域および内側のエミッ
タ予定領域の表面を、フォトリソグラフィー技術により
除去した状態を示す。
【0006】同図(d)は、前記のシリコン酸化膜4の
一部を除去した領域に、熱拡散によりN型不純物である
燐(P)を、表面濃度が約1020cm-3、拡散深さが約
4ミクロン程度となるように拡散し、エミッタ拡散層5
およびチャネルストッパ17,17を形成した状態を示
す。このとき、エミッタ拡散層5の表面にはさらに新し
いシリコン酸化膜6が形成される。
一部を除去した領域に、熱拡散によりN型不純物である
燐(P)を、表面濃度が約1020cm-3、拡散深さが約
4ミクロン程度となるように拡散し、エミッタ拡散層5
およびチャネルストッパ17,17を形成した状態を示
す。このとき、エミッタ拡散層5の表面にはさらに新し
いシリコン酸化膜6が形成される。
【0007】同図(e)は、ベース拡散層3の上部およ
びエミッタ拡散層5の上部に、シリコン酸化膜4,6を
貫き、たとえばAlを蒸着することによりベース電極7
およびエミッタ電極8を形成した状態を示す。
びエミッタ拡散層5の上部に、シリコン酸化膜4,6を
貫き、たとえばAlを蒸着することによりベース電極7
およびエミッタ電極8を形成した状態を示す。
【0008】N型シリコン基板1の裏面には、たとえ
ば、Auを蒸着してコレクタ電極9が形成される。
ば、Auを蒸着してコレクタ電極9が形成される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】拡散炉での不純物拡散
においては、通常拡散炉内の不純物濃度および温度のば
らつきにより、シリコン基板に拡散される不純物の濃度
および拡散深さがばらつき、さらに、上記の深いベース
拡散においては、拡散時間が長いため、拡散された不純
物濃度および拡散深さのばらつくが増大する。また、ベ
ース拡散が高濃度で深い場合は、hFEを高い値にするた
めに、エミッタ拡散を約4ミクロンの深さにしなければ
ならない。この場合にも、エミッタ拡散は、上記ベース
拡散のときと同様に、拡散された不純物濃度および拡散
深さのばらつきを生じ、hFEのばらつきを大きくさせ
る。
においては、通常拡散炉内の不純物濃度および温度のば
らつきにより、シリコン基板に拡散される不純物の濃度
および拡散深さがばらつき、さらに、上記の深いベース
拡散においては、拡散時間が長いため、拡散された不純
物濃度および拡散深さのばらつくが増大する。また、ベ
ース拡散が高濃度で深い場合は、hFEを高い値にするた
めに、エミッタ拡散を約4ミクロンの深さにしなければ
ならない。この場合にも、エミッタ拡散は、上記ベース
拡散のときと同様に、拡散された不純物濃度および拡散
深さのばらつきを生じ、hFEのばらつきを大きくさせ
る。
【0010】ベース・コレクタ間およびコレクタ・エミ
ッタ間の耐圧を高くするためには、ベース拡散領域の深
さを深くしなければならないが、そうすると上述のよう
に、エミッタの拡散時間が長くなり、拡散炉の不純物濃
度および拡散深さがばらつき、hFE値がばらつくという
問題があった。
ッタ間の耐圧を高くするためには、ベース拡散領域の深
さを深くしなければならないが、そうすると上述のよう
に、エミッタの拡散時間が長くなり、拡散炉の不純物濃
度および拡散深さがばらつき、hFE値がばらつくという
問題があった。
【0011】これを解決するため、エミッタ拡散領域の
周囲に高濃度の深いベース拡散層を形成し、エミッタ拡
散領域の直下のベース拡散層を低濃度で浅くしその上に
浅いエミッタ拡散領域を形成するという方法(本出願人
の昭和63年9月13日出願に係る特願昭63−229
172)があり、上記の問題点はある程度改善された
が、エミッタは拡散により形成するため、電流利得hFE
の制御性に問題が残る。
周囲に高濃度の深いベース拡散層を形成し、エミッタ拡
散領域の直下のベース拡散層を低濃度で浅くしその上に
浅いエミッタ拡散領域を形成するという方法(本出願人
の昭和63年9月13日出願に係る特願昭63−229
172)があり、上記の問題点はある程度改善された
が、エミッタは拡散により形成するため、電流利得hFE
の制御性に問題が残る。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明においては、エミ
ッタ形成予定領域の周囲にたとえばP+ 型のベース拡散
領域を高濃度で深くなるように予め拡散により形成した
後、エミッタ形成予定領域上に設けられたシリコン酸化
膜等の薄い絶縁膜を通して、硼素(B+ )と砒素(As
+ )のような2種類のイオンを打込み、砒素(As)の
シリコン中の拡散係数が硼素(B)のそれより小さいこ
とを利用して、1回の熱処理により、エミッタ層とその
直下のベース層とを同時に形成するようにした。
ッタ形成予定領域の周囲にたとえばP+ 型のベース拡散
領域を高濃度で深くなるように予め拡散により形成した
後、エミッタ形成予定領域上に設けられたシリコン酸化
膜等の薄い絶縁膜を通して、硼素(B+ )と砒素(As
+ )のような2種類のイオンを打込み、砒素(As)の
シリコン中の拡散係数が硼素(B)のそれより小さいこ
とを利用して、1回の熱処理により、エミッタ層とその
直下のベース層とを同時に形成するようにした。
【0013】
【作用】エミッタ拡散層およびその直下のベース拡散層
が、イオン注入により、また、同時に1回の熱処理で形
成されるため、注入不純物量および拡散深さの制御が非
常に良好となり、hFEのばらつきの非常に少ない、すな
わち高精度のフォトトランジスタが製造できる。また、
エミッタ拡散層の周囲のベース拡散層は、予め拡散によ
り深く形成されているため、同時に高い耐圧も得られ
る。
が、イオン注入により、また、同時に1回の熱処理で形
成されるため、注入不純物量および拡散深さの制御が非
常に良好となり、hFEのばらつきの非常に少ない、すな
わち高精度のフォトトランジスタが製造できる。また、
エミッタ拡散層の周囲のベース拡散層は、予め拡散によ
り深く形成されているため、同時に高い耐圧も得られ
る。
【0014】
【実施例】図1(a)〜(d)は、本発明におけるイオ
ン注入以降の工程の略断面図であり、図2(a)〜
(d)は、イオン注入に至るまでの工程の略断面図であ
る。
ン注入以降の工程の略断面図であり、図2(a)〜
(d)は、イオン注入に至るまでの工程の略断面図であ
る。
【0015】図2(a)は、たとえば、N型の不純物で
あるアンチモン(Sb)を約1018cm-3程度の濃度で
含むN型シリコン基板1上に、同じくN型の不純物であ
る燐(P)を約1014cm-3程度の濃度で含むエピタキ
シャル層を約30ミクロン成長させ、該エピタキシャル
層上に酸化により約10000Åのシリコン酸化膜2を
形成し、フォトリソグラフィー技術により、エミッタ形
成予定領域を含む所望の領域のシリコン酸化膜2を除去
した状態である。
あるアンチモン(Sb)を約1018cm-3程度の濃度で
含むN型シリコン基板1上に、同じくN型の不純物であ
る燐(P)を約1014cm-3程度の濃度で含むエピタキ
シャル層を約30ミクロン成長させ、該エピタキシャル
層上に酸化により約10000Åのシリコン酸化膜2を
形成し、フォトリソグラフィー技術により、エミッタ形
成予定領域を含む所望の領域のシリコン酸化膜2を除去
した状態である。
【0016】同図(b)は、シリコン酸化膜2を除去し
た領域に、熱拡散によりP型不純物である硼素(B)
を、表面濃度が約1020cm-3となるように浅く拡散
し、次にその浅い拡散層を酸化雰囲気中で熱処理するこ
とにより、表面濃度が約1018cm-3で拡散深さが約5
ミクロンの受光部ベース拡散層11が得られ、かつ同時
に、受光部ベース拡散層11上には、約3000〜40
00Åのシリコン酸化膜10が形成された状態を示す。
た領域に、熱拡散によりP型不純物である硼素(B)
を、表面濃度が約1020cm-3となるように浅く拡散
し、次にその浅い拡散層を酸化雰囲気中で熱処理するこ
とにより、表面濃度が約1018cm-3で拡散深さが約5
ミクロンの受光部ベース拡散層11が得られ、かつ同時
に、受光部ベース拡散層11上には、約3000〜40
00Åのシリコン酸化膜10が形成された状態を示す。
【0017】次に、同図(c)のように、受光部ベース
拡散層11の外側のシリコン酸化膜2の一部を除去し、
900℃程度で30分程度燐(P)を熱拡散し、チャネ
ルストッパ17,17を形成する。
拡散層11の外側のシリコン酸化膜2の一部を除去し、
900℃程度で30分程度燐(P)を熱拡散し、チャネ
ルストッパ17,17を形成する。
【0018】同図(d)は、エミッタ形成予定領域上の
シリコン酸化膜2および10の一部を除去し、エミッタ
形成予定領域およびその周縁に厚さ約600Åのシリコ
ン酸化膜12を形成した状態を示す。
シリコン酸化膜2および10の一部を除去し、エミッタ
形成予定領域およびその周縁に厚さ約600Åのシリコ
ン酸化膜12を形成した状態を示す。
【0019】次に、図1(a)に示すように、図2
(d)に示されるように準備された基板に、前述のシリ
コン酸化膜12を通して、硼素イオン(B+ )を加速電
圧65keVでドーズ量1013〜1014ions/cm
2 程度シリコン基板中に打込む。
(d)に示されるように準備された基板に、前述のシリ
コン酸化膜12を通して、硼素イオン(B+ )を加速電
圧65keVでドーズ量1013〜1014ions/cm
2 程度シリコン基板中に打込む。
【0020】次に、同図(b)に示すように、砒素イオ
ン(As+ )を加速電圧160keVでドーズ量5〜7
×1015ions/cm2 程度シリコン基板中に打込
む。このとき、硼素イオンと砒素イオンのイオン注入す
る順序は逆でも可能である。なお、受光部ベース拡散層
11の大部分は、3000〜4000Åのシリコン酸化
膜10で覆われているため、P型である受光部ベース拡
散層11にN型の不純物である砒素イオンが注入される
ことはない。
ン(As+ )を加速電圧160keVでドーズ量5〜7
×1015ions/cm2 程度シリコン基板中に打込
む。このとき、硼素イオンと砒素イオンのイオン注入す
る順序は逆でも可能である。なお、受光部ベース拡散層
11の大部分は、3000〜4000Åのシリコン酸化
膜10で覆われているため、P型である受光部ベース拡
散層11にN型の不純物である砒素イオンが注入される
ことはない。
【0021】その後、同図(c)に示すように、115
0℃程度の温度で、N2 雰囲気または酸化雰囲気中に
て、2〜4時間の熱処理を行なう。このとき、処理温度
1150℃程度では、砒素のシリコン中の拡散係数がホ
ウ素のシリコン中の拡散係数の1/5程度であることに
より、エミッタ形成予定領域には、エミッタ拡散層16
およびその直下のベース拡散層15が形成される。
0℃程度の温度で、N2 雰囲気または酸化雰囲気中に
て、2〜4時間の熱処理を行なう。このとき、処理温度
1150℃程度では、砒素のシリコン中の拡散係数がホ
ウ素のシリコン中の拡散係数の1/5程度であることに
より、エミッタ形成予定領域には、エミッタ拡散層16
およびその直下のベース拡散層15が形成される。
【0022】その後、同図(d)に示すように、たとえ
ばAlを蒸着することにより、エミッタ拡散層16の上
部および受光部ベース拡散層11の上部には、シリコン
酸化膜10および12を貫いて、それぞれエミッタ電極
8,ベース電極7が形成される。また、N型シリコン基
板1の裏側には、たとえばAuを蒸着することによりコ
レクタ電極9が形成される。
ばAlを蒸着することにより、エミッタ拡散層16の上
部および受光部ベース拡散層11の上部には、シリコン
酸化膜10および12を貫いて、それぞれエミッタ電極
8,ベース電極7が形成される。また、N型シリコン基
板1の裏側には、たとえばAuを蒸着することによりコ
レクタ電極9が形成される。
【0023】硼素および砒素のドーズ量、熱処理条件を
調整することにより、電流利得hFEを変化させることが
できる。
調整することにより、電流利得hFEを変化させることが
できる。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、エミッタ領域およびそ
の直下のベース領域に、イオン注入により精度よく不純
物を導入し、かつ、1回の熱処理でエミッタ拡散層およ
びその直下のベース拡散層を形成するため、熱処理時の
拡散ばらつきも小さく抑えられ、電流利得hFEのばらつ
きの非常に少ない、すなわち、高精度のフォトトランジ
スタが得られる。また、エミッタ拡散層の周囲の受光部
ベース拡散層は、拡散により深く形成しているため、高
耐圧も同時に得られる。
の直下のベース領域に、イオン注入により精度よく不純
物を導入し、かつ、1回の熱処理でエミッタ拡散層およ
びその直下のベース拡散層を形成するため、熱処理時の
拡散ばらつきも小さく抑えられ、電流利得hFEのばらつ
きの非常に少ない、すなわち、高精度のフォトトランジ
スタが得られる。また、エミッタ拡散層の周囲の受光部
ベース拡散層は、拡散により深く形成しているため、高
耐圧も同時に得られる。
【図1】(a)〜(d)は、本発明の一実施例のイオン
注入以降の工程の略断面図である。
注入以降の工程の略断面図である。
【図2】(a)〜(d)は、本発明の一実施例のイオン
注入に至るまでの工程の略断面図である。
注入に至るまでの工程の略断面図である。
【図3】(a)〜(e)は、従来の工程の一例の略断面
図である。
図である。
1 N型シリコン基板 2,10,12 シリコン酸化膜 9 コレクタ電極 11 受光部ベース拡散層 13 硼素イオン 14 砒素イオン 15 ベース拡散層 16 エミッタ拡散層 17 チャネルストッパ
Claims (1)
- 【請求項1】 第1の導電型の浅いエミッタ拡散層とそ
の直下の低濃度の浅い第2の導電型のベース拡散層およ
び前記のエミッタ拡散層の周囲の高濃度の深い第2の導
電型のベース拡散層とを有するベース二重構造のフォト
トランジスタにおいて、高濃度の深い第2の導電型のベ
ース拡散層を予め拡散により形成した後、エミッタ形成
予定領域上に設けられた絶縁膜を通して第1の導電型を
与える不純物とこれとシリコン中の拡散係数が異なる第
2の導電型を与える不純物をイオン注入によりエミッタ
形成予定領域に導入し、その後1回の熱処理によりエミ
ッタ拡散層とその直下の浅いベース拡散層とを形成する
ことを特徴とするフォトトランジスタの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3222726A JPH0563228A (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | フオトトランジスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3222726A JPH0563228A (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | フオトトランジスタの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0563228A true JPH0563228A (ja) | 1993-03-12 |
Family
ID=16786943
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3222726A Withdrawn JPH0563228A (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | フオトトランジスタの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0563228A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5601778A (en) * | 1990-03-30 | 1997-02-11 | Solvay & Cie | Process for producing a resin film based on a copolymer of ethylene and vinyl acetate |
JPH0983009A (ja) * | 1994-08-24 | 1997-03-28 | Seiko Instr Inc | 光電変換半導体装置の製造方法 |
-
1991
- 1991-09-03 JP JP3222726A patent/JPH0563228A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5601778A (en) * | 1990-03-30 | 1997-02-11 | Solvay & Cie | Process for producing a resin film based on a copolymer of ethylene and vinyl acetate |
JPH0983009A (ja) * | 1994-08-24 | 1997-03-28 | Seiko Instr Inc | 光電変換半導体装置の製造方法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981203 |