JPH0621069A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH0621069A
JPH0621069A JP17651792A JP17651792A JPH0621069A JP H0621069 A JPH0621069 A JP H0621069A JP 17651792 A JP17651792 A JP 17651792A JP 17651792 A JP17651792 A JP 17651792A JP H0621069 A JPH0621069 A JP H0621069A
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JP
Japan
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region
film
emitter
type
oxide film
Prior art date
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Pending
Application number
JP17651792A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masamichi Tanabe
正倫 田邊
Hiromi Shimamoto
裕巳 島本
Yukihiro Onouchi
享裕 尾内
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
Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
Japan Display Inc
Original Assignee
Hitachi Device Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Device Engineering Co Ltd, Hitachi Ltd, Hitachi Consumer Electronics Co Ltd filed Critical Hitachi Device Engineering Co Ltd
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Publication of JPH0621069A publication Critical patent/JPH0621069A/en
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Abstract

PURPOSE:To reduce a decrease of a cut-off frequency without varying a base transit distance even when a transistor becomes a high current operating state and a collector current is concentrated at a periphery of an emitter by forming a base region and a low concentration collector region shallow on the periphery of the emitter region. CONSTITUTION:The semiconductor device comprises a first conductivity type first region 4 provided in a semiconductor substrate 9, a second region 3 having a second conductivity type provided in the region 4, and a first conductivity type third region 2 provided in the region 3. The region 3 is formed thinly at a part which is not brought into contact with the region 2 as compared with the part in contact with the region 2, and a distant part from the region 2 of the region 4 is formed thinly as compared with a part near the region 2. For example, connecting surfaces of the region 3 to the region 4 and the region 4 to a high concentration collector region 8 are not flat, and depths of the regions 3, 4 are shallow at parts except a part directly under the emitter 2.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に係り、特に
高速動作に適したバイポーラトランジスタに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a bipolar transistor suitable for high speed operation.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のバイポーラトランジスタの構造の
一例を図2に示す。図2において記号10はn型多結晶
シリコン膜、11はn型エミッタ領域、12はp型ベー
ス領域、13はn型低濃度コレクタ領域、14はシリコ
ン酸化膜、15はp型多結晶シリコン膜、16はシリコ
ン酸化膜、17はn型高濃度コレクタ領域、18はp型
シリコン基板をそれぞれ表わす。
2. Description of the Related Art An example of the structure of a conventional bipolar transistor is shown in FIG. In FIG. 2, reference numeral 10 is an n-type polycrystalline silicon film, 11 is an n-type emitter region, 12 is a p-type base region, 13 is an n-type low-concentration collector region, 14 is a silicon oxide film, and 15 is a p-type polycrystalline silicon film. , 16 is a silicon oxide film, 17 is an n-type high concentration collector region, and 18 is a p-type silicon substrate.

【0003】上記構造を有する従来のバイポーラトラン
ジスタにおいては、p型ベース領域12とn型低濃度コ
レクタ領域13およびn型低濃度コレクタ領域13と高
濃度コレクタ領域17の接合面が平坦であり、n型エミ
ッタ領域11の直下でのp型ベース領域12に比較し
て、このエミッタ領域11の直下以外のp型ベース領域
12が厚くなっていた。なお、このような構造を有する
バイポーラトランジスタは、例えば、アイ・イー・イー
・イー・トランザクション・オン・エレクトロン・デバ
イセズ・イー・ディー・34.ナンバー11(198
7)第2246頁から第2254頁(IEEE,Tran
s.Electron Dev,ED−34,No11 (1987)pp22
46−2254)に示されている。
In the conventional bipolar transistor having the above structure, the junction surface of the p-type base region 12, the n-type low-concentration collector region 13 and the n-type low-concentration collector region 13 and the high-concentration collector region 17 is flat, and n Compared to the p-type base region 12 immediately below the type emitter region 11, the p-type base region 12 other than immediately below the emitter region 11 was thicker. A bipolar transistor having such a structure is, for example, IEE transaction on electron devices 34D. Number 11 (198
7) 2246 to 2254 (IEEE, Tran
s. Electron Dev, ED-34, No11 (1987) pp22
46-2254).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、エミッタ領域11の周辺部が曲面をなしているため
に、ベース領域12および低濃度コレクタ領域13の厚
さは、エミッタ周辺部の下の方が、エミッタ中心部直下
に比較して厚い。このためエミッタ周辺部を通過しコレ
クタに流れるキャリアは、エミッタの中心を通過しコレ
クタに流れるキャリアに比較して、ベースおよび低濃度
コレクタ領域の走行距離が長くなる。キャリアの走行距
離の増加は、トランジスタの遮断周波数の低下を招く。
トランジスタを高電流密度で動作させると、電流がエミ
ッタ周辺部に集中するため、トランジスタ動作速度が低
下する。
In the above prior art, since the peripheral portion of the emitter region 11 has a curved surface, the thickness of the base region 12 and the low-concentration collector region 13 is lower than that of the peripheral portion of the emitter. It is thicker than just below the center of the emitter. Therefore, the carriers passing through the periphery of the emitter and flowing to the collector have longer travel distances in the base and the low-concentration collector region as compared with the carriers passing through the center of the emitter and flowing to the collector. An increase in the travel distance of carriers causes a decrease in the cutoff frequency of the transistor.
When the transistor is operated at a high current density, the current concentrates on the peripheral portion of the emitter, which reduces the transistor operation speed.

【0005】本発明の目的は、上記従来の問題を解決
し、高速動作の可能なバイポーラトランジスタを提供す
ることにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and provide a bipolar transistor which can operate at high speed.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、エミッタ領域周辺部において、ベース領
域及び低濃度コレクタ領域を浅く形成する。
In order to achieve the above object, the present invention forms a shallow base region and low concentration collector region in the periphery of the emitter region.

【0007】[0007]

【作用】本発明の一例を図1に示す。図1において1は
n型多結晶シリコン膜、2はn型エミッタ領域、3はp
型ベース領域、4は低濃度n型コレクタ領域、5はシリ
コン酸化膜、6はp型多結晶シリコン膜、7はシリコン
酸化膜、8はn型高濃度コレクタ領域、9はp型シリコ
ン基板を、それぞれ表わす。図1から明らかなように、
ベース領域3と低濃度コレクタ領域4および低濃度コレ
クタ領域4と高濃度コレクタ領域8の接合面が平坦でな
く、ベース領域3および低濃度コレクタ領域4の深さ
を、エミッタ直下以外の部分で浅くした。従って、トラ
ンジスタが高電流動作状態になり、コレクタ電流がエミ
ッタ領域2周辺部に集中した場合でも、ベース走行距離
は変化しない。その結果、高電流動作状態における遮断
周波数の低下が低減される。
FIG. 1 shows an example of the present invention. In FIG. 1, 1 is an n-type polycrystalline silicon film, 2 is an n-type emitter region, and 3 is p.
Type base region, 4 a low concentration n type collector region, 5 a silicon oxide film, 6 a p type polycrystalline silicon film, 7 a silicon oxide film, 8 an n type high concentration collector region, and 9 a p type silicon substrate. , Respectively. As is clear from FIG.
The junction surfaces of the base region 3 and the low concentration collector region 4 and between the low concentration collector region 4 and the high concentration collector region 8 are not flat, and the depths of the base region 3 and the low concentration collector region 4 are shallow except for the portion directly below the emitter. did. Therefore, even when the transistor is in a high current operating state and the collector current is concentrated in the peripheral portion of the emitter region 2, the base travel distance does not change. As a result, the reduction of the cutoff frequency in the high current operation state is reduced.

【0008】[0008]

【実施例】図3〜図6は、本発明の第1の実施例を示す
工程図である。始めに、図3に示すように、p型シリコ
ン基板9の表面に高濃度n型領域8を1200℃45分
でのアンチモン拡散、またはヒ素もしくはアンチモンの
イオン打ち込み、およびそれに続く窒素雰囲気中でのア
ニールにより形成し、さらに低濃度のエピタキシャル層
4を、周知のエピタキシャル成長法によって形成する。
上記エピタキシャル層の表面に、1000℃,40分の
ドライ酸化法によってシリコン酸化膜19を形成し、S
iH4 とNH3 の混合ガスによってシリコン窒化膜20
を、SiH4とO2 を高温処理することによってシリコ
ン酸化膜21を、それぞれ堆積させる。
Embodiments FIGS. 3 to 6 are process drawings showing a first embodiment of the present invention. First, as shown in FIG. 3, a high-concentration n-type region 8 is diffused on the surface of a p-type silicon substrate 9 at 1200 ° C. for 45 minutes, or ion implantation of arsenic or antimony is performed, and then in a nitrogen atmosphere. It is formed by annealing, and the low-concentration epitaxial layer 4 is formed by a well-known epitaxial growth method.
A silicon oxide film 19 is formed on the surface of the epitaxial layer by a dry oxidation method at 1000 ° C. for 40 minutes, and S
Silicon nitride film 20 is formed by a mixed gas of iH 4 and NH 3.
Then, the silicon oxide film 21 is deposited by subjecting SiH 4 and O 2 to high temperature treatment.

【0009】次に上記シリコン酸化膜19,シリコン窒
化膜20,シリコン酸化膜21の不要部分を、異方性ド
ライエッチング法を用いて除去する。シリコン窒化膜を
全面に堆積した後、異方性ドライエッチングを行なっ
て、平面部上の上記シリコン窒化膜を除去し、上記シリ
コン酸化膜19,シリコン窒化膜20,シリコン酸化膜
21の側壁上にシリコン窒化膜22を残す。この後、エ
ピタキシャル層4を異方性のドライエッチングによって
除去し凸部を形成する。次に、シリコン窒化膜を全面に
堆積し、異方性ドライエッチングを行なって、平面部上
の上記シリコン窒化膜を除去し、上記凸部の側壁上にシ
リコン窒化膜23を残す。
Then, unnecessary portions of the silicon oxide film 19, the silicon nitride film 20, and the silicon oxide film 21 are removed by using an anisotropic dry etching method. After depositing a silicon nitride film on the entire surface, anisotropic dry etching is performed to remove the silicon nitride film on the plane portion, and on the sidewalls of the silicon oxide film 19, silicon nitride film 20, and silicon oxide film 21. The silicon nitride film 22 is left. Then, the epitaxial layer 4 is removed by anisotropic dry etching to form a convex portion. Next, a silicon nitride film is deposited on the entire surface and anisotropic dry etching is performed to remove the silicon nitride film on the flat surface portion, leaving the silicon nitride film 23 on the sidewall of the convex portion.

【0010】続いて図4に示すように、コレクタ層8の
露出された表面を、7気圧,1000℃,15分の高圧酸化
法により酸化してシリコン酸化膜7を形成した後、16
0℃の熱リン酸によりシリコン窒化膜22およびシリコ
ン窒化膜23を除去する。イオン打ち込み方によりn型
の不純物を注入し、低濃度エピタキシャル領域4周辺部
を高濃度化する。
Subsequently, as shown in FIG. 4, the exposed surface of the collector layer 8 is oxidized by a high pressure oxidation method at 7 atmospheres, 1000 ° C. for 15 minutes to form a silicon oxide film 7, and then 16
The silicon nitride film 22 and the silicon nitride film 23 are removed by hot phosphoric acid at 0 ° C. An n-type impurity is injected by the ion implantation method to increase the concentration of the peripheral portion of the low concentration epitaxial region 4.

【0011】次に図5に示すように多結晶シリコン膜6
を全面に堆積し、この多結晶シリコン膜6中に、イオン
打ち込み方によりボロンを導入し、p型化させる、上記
凸部上の多結晶シリコン膜6を除去した後、多結晶シリ
コン膜6を酸化しシリコン酸化膜24を形成する。シリ
コン酸化膜19,シリコン窒化膜20,シリコン酸化膜
21を除去して、上記低濃度エピタキシャル層4の表面
を露出させる。低濃度エピタキシャル層4の表面に、ボ
ロンのイオン打ち込みによって、p型ベース領域3を浅
く形成する。このときベース領域3の深さは、後述する
エミッタ領域の深さより浅く形成する。
Next, as shown in FIG. 5, a polycrystalline silicon film 6 is formed.
Is deposited on the entire surface, boron is introduced into the polycrystalline silicon film 6 by an ion implantation method to make it p-type. After removing the polycrystalline silicon film 6 on the convex portion, the polycrystalline silicon film 6 is formed. The silicon oxide film 24 is formed by oxidation. The silicon oxide film 19, the silicon nitride film 20, and the silicon oxide film 21 are removed to expose the surface of the low concentration epitaxial layer 4. The p-type base region 3 is shallowly formed on the surface of the low-concentration epitaxial layer 4 by ion implantation of boron. At this time, the depth of the base region 3 is made shallower than the depth of the emitter region described later.

【0012】次に図6に示すように、シリコン酸化膜5
を全面に堆積する。異方性ドライエッチングを用いて、
シリコン酸化膜5に開口部を形成した後、このシリコン
酸化膜5をマスクとして、エピタキシャル層4表面の中
央部にのみ、前述したボロン打ち込みより高いエネルギ
ーでボロンのイオン打ち込みを行なった後、熱拡散を行
ない、凸部中央部が深く形成されたp型ベース領域3を
形成する。次いで図1のようにヒ素もしくはリンをドー
ピングしたn型多結晶シリコン膜を堆積させる。その後
熱処理を行い、高濃度n型エミッタ領域2を形成する。
Next, as shown in FIG. 6, a silicon oxide film 5 is formed.
Are deposited on the entire surface. Using anisotropic dry etching,
After forming an opening in the silicon oxide film 5, using the silicon oxide film 5 as a mask, only the central portion of the surface of the epitaxial layer 4 is ion-implanted with boron at a higher energy than the above-mentioned boron implantation, followed by thermal diffusion. Is performed to form the p-type base region 3 in which the central portion of the convex portion is deeply formed. Then, as shown in FIG. 1, an n-type polycrystalline silicon film doped with arsenic or phosphorus is deposited. Then, heat treatment is performed to form the high concentration n-type emitter region 2.

【0013】本実施例では、ベース領域および低濃度コ
レクタ領域の深さが一様ではなく、エミッタ領域下以外
の部分が浅くなっているために、トランジスタが高電流
動作状態になり、電流がエミッタ周辺部に集中しても、
キャリアのベース走行時間が増加しないために、高電流
動作状態での遮断周波数の劣化が、従来の20%改善さ
れた。
In this embodiment, the depth of the base region and the low concentration collector region is not uniform, and the portion other than below the emitter region is shallow. Even if you concentrate on the periphery,
Since the base transit time of the carrier is not increased, the deterioration of the cutoff frequency in the high current operation state is improved by 20% compared with the conventional case.

【0014】図7〜図10は第2の実施例を示す工程図
である。始めに、図7に示すように、p型シリコン基板
25の表面に高濃度コレクタ領域26を1200℃45
分でのアンチモン拡散、またはヒ素もしくはアンチモン
のイオン打ち込み、およびそれに続く窒素雰囲気中での
アニールにより形成し、さらに低濃度のエピタキシャル
層27を、周知のエピタキシャル成長法によって形成す
る。上記エピタキシャル層の表面に、1000℃,40
分のドライ酸化法によってシリコン酸化膜30を形成
し、SiH4 とNH3 の混合ガスによってシリコン窒化
膜31を、それぞれ堆積させる。次に上記シリコン酸化
膜30,シリコン窒化膜31、および低濃度エピタキシ
ャル層27の不要部分を、異方性ドライエッチング法を
用いて除去し、凸部を形成する。続いて、高濃度コレク
タ層26の露出された表面を、7気圧,1000℃,1
5分の高圧酸化法により酸化してシリコン酸化膜29を
形成する。次に低濃度エピタキシャル層の凸部中央にレ
ジスト膜32を形成し、ヒ素もしくはアンチモンのイオ
ン打ち込みとそれに続くアニールを行い、低濃度エピタ
キシャル層の凸部周辺部のみを高濃度化する。次に、低
濃度エピタキシャル層27の表面に、ボロンのイオン打
ち込みによって、p型ベース領域28を浅く形成する。
7 to 10 are process diagrams showing the second embodiment. First, as shown in FIG. 7, a high concentration collector region 26 is formed on the surface of the p-type silicon substrate 25 at 1200 ° C. 45.
Minute antimony diffusion, or arsenic or antimony ion implantation, and subsequent annealing in a nitrogen atmosphere, and a low-concentration epitaxial layer 27 is formed by a well-known epitaxial growth method. On the surface of the epitaxial layer, 1000 ° C., 40
A silicon oxide film 30 is formed by a dry oxidation method for a minute, and a silicon nitride film 31 is deposited by a mixed gas of SiH 4 and NH 3 . Next, unnecessary portions of the silicon oxide film 30, the silicon nitride film 31, and the low-concentration epitaxial layer 27 are removed by using an anisotropic dry etching method to form convex portions. Then, the exposed surface of the high-concentration collector layer 26 is exposed to a pressure of 7 atm.
Oxidation is performed by a high pressure oxidation method for 5 minutes to form a silicon oxide film 29. Next, a resist film 32 is formed in the center of the convex portion of the low-concentration epitaxial layer, and arsenic or antimony ion implantation and subsequent annealing are performed to increase the concentration of only the peripheral portion of the convex portion of the low-concentration epitaxial layer. Next, the p-type base region 28 is shallowly formed on the surface of the low-concentration epitaxial layer 27 by ion implantation of boron.

【0015】図8に示すように多結晶シリコン膜33を
全面に堆積し、この多結晶シリコン膜33中に、イオン
打ち込み方によりボロンを導入し、p型化させる。そし
て異方性ドライエッチングを用いて、多結晶シリコン膜
33に開口部を形成した後、酸化を行ないシリコン酸化
膜34を形成する。
As shown in FIG. 8, a polycrystalline silicon film 33 is deposited on the entire surface, and boron is introduced into the polycrystalline silicon film 33 by an ion implantation method to make it p-type. Then, anisotropic dry etching is used to form an opening in the polycrystalline silicon film 33, followed by oxidation to form a silicon oxide film 34.

【0016】図9に示したように、ウェットエッチング
法を用いてシリコン窒化膜31,シリコン酸化膜30を
除去する。次にシリコン酸化膜34をマスクとして、エ
ピタキシャル層27表面の中央部にのみ、図7で行なっ
たイオン打ち込みより高いエネルギーでボロンのイオン
打ち込みを行なった後、熱拡散を行ない、凸部中央部が
深く形成されたp型ベース領域28を形成する。
As shown in FIG. 9, the silicon nitride film 31 and the silicon oxide film 30 are removed by the wet etching method. Next, using the silicon oxide film 34 as a mask, boron ions are implanted only in the central portion of the surface of the epitaxial layer 27 at a higher energy than the ion implantation performed in FIG. A deeply formed p-type base region 28 is formed.

【0017】図10に示したように、酸化膜34の開口
部にn型多結晶シリコン35を堆積させる。この後、熱
処理を行い、n型エミッタ領域36を形成する。
As shown in FIG. 10, n-type polycrystalline silicon 35 is deposited in the opening of oxide film 34. Then, heat treatment is performed to form the n-type emitter region 36.

【0018】本実施例は、実施例1に比較しベース抵抗
を低減し、かつエミッタ周辺部におけるキャリアのベー
ス走行距離の増加を防止した半導体装置の例である。
The present embodiment is an example of a semiconductor device in which the base resistance is reduced as compared with the first embodiment, and the increase of the base traveling distance of carriers in the peripheral portion of the emitter is prevented.

【0019】図11〜図14は第3の実施例を示す工程
図である。始めに図11に示すように、p型シリコン基
板37の表面に高濃度n型領域38を1200℃45分
のアンチモン拡散、又はヒ素もしくはアンチモンのイオ
ン打ち込み、およびそれに続く窒素雰囲気中でのアニー
ルにより形成、さらに低濃度のエピタキシャル層39
を、周知のエピタキシャル成長法によって形成する。上
記エピタキシャル層の表面に、ドライ酸化法によってシ
リコン酸化膜40を形成し、SiH4 とNH3 の混合ガ
スによってシリコン窒化膜41を堆積させる。
11 to 14 are process diagrams showing a third embodiment. First, as shown in FIG. 11, a high-concentration n-type region 38 is formed on the surface of a p-type silicon substrate 37 by antimony diffusion at 1200 ° C. for 45 minutes, or ion implantation of arsenic or antimony, and subsequent annealing in a nitrogen atmosphere. Formed, further low concentration epitaxial layer 39
Are formed by a well-known epitaxial growth method. A silicon oxide film 40 is formed on the surface of the epitaxial layer by a dry oxidation method, and a silicon nitride film 41 is deposited by a mixed gas of SiH 4 and NH 3 .

【0020】次に図12に示すように、上記シリコン窒
化膜41、シリコン酸化膜40および低濃度エピタキシ
ャル層39の不要部分をドライエッチング法によって除
去した後、1000℃の高圧酸化を行ないシリコン酸化
膜42を形成する。
Next, as shown in FIG. 12, unnecessary portions of the silicon nitride film 41, the silicon oxide film 40 and the low concentration epitaxial layer 39 are removed by a dry etching method, and then high pressure oxidation at 1000 ° C. is performed. 42 is formed.

【0021】図13に示すように、上記シリコン窒化膜
41を160℃の熱リン酸によって除去する。次にヒ素
もしくはアンチモンのイオン打ち込みとそれに続くアニ
ールを行い、凸部周辺部の低濃度エピタキシャル層のみ
を高濃度化する。そしてボロンのイオン打ち込み、ある
いはBN拡散法により、エピタキシャル層39の表面
に、p型ベース領域44を形成する。PSG膜43をC
VD法により堆積した後、異方性ドライエッチングを用
いて、PSG膜に開口部を設ける。
As shown in FIG. 13, the silicon nitride film 41 is removed by hot phosphoric acid at 160 ° C. Next, ion implantation of arsenic or antimony and subsequent annealing are performed to increase the concentration of only the low-concentration epitaxial layer around the convex portion. Then, a p-type base region 44 is formed on the surface of the epitaxial layer 39 by boron ion implantation or BN diffusion method. PSG film 43 as C
After deposition by the VD method, an opening is formed in the PSG film by using anisotropic dry etching.

【0022】図14に示すように、PSG膜43をマス
クとして、開口部下のエピタキシャル層39にイオンの
打ち込みを行なった後、熱拡散を行ない、開口部直下が
深く形成されたp型ベース領域44を形成する。ヒ素も
しくはリンのイオン打ち込みを行ない、熱処理を行なっ
て高濃度n型エミッタ領域45を形成する。異方性ドラ
イエッチングを用いてPSG膜に開口部を設ける。全面
にアルミを堆積した後に、不要部分を除去し、エミッタ
電極46およびベース電極47を形成する。
As shown in FIG. 14, using the PSG film 43 as a mask, ions are implanted into the epitaxial layer 39 below the opening, and then thermal diffusion is carried out to deeply form the p-type base region 44 just below the opening. To form. Ion implantation of arsenic or phosphorus is performed and heat treatment is performed to form a high concentration n-type emitter region 45. An opening is provided in the PSG film using anisotropic dry etching. After depositing aluminum on the entire surface, unnecessary portions are removed and the emitter electrode 46 and the base electrode 47 are formed.

【0023】本実施例は、周知のアイソプレーナ型バイ
ポーラ・トランジスタのベース領域および低濃度コレク
タ領域形成を、第1の実施例において述べた形成法を用
いて形成し、エミッタ周辺部におけるキャリアの走行距
離の増加を防止した。
In this embodiment, the formation of the base region and the low concentration collector region of a well-known isoplanar bipolar transistor is formed by using the formation method described in the first embodiment, and carriers travel around the emitter. Prevented increase in distance.

【0024】図15〜図17は第4の実施例を示す工程
図である。実施例1と同様の工程を行ない、凸部にエピ
タキシャル層を露出する。その後に、図15に示すよう
に、低濃度エピタキシャル層の表面に、ボロンのイオン
打ち込みを行う。次に凸部中央部にレジスト膜53を形
成した後、前述したイオン打ち込みより高いエネルギー
でボロンのイオン打ち込みを凸部周辺部に行なうことに
よって、p型ベース領域51を形成する。このとき、凸
部中央部のベース領域51の深さは、後述するエミッタ
領域よりも浅く形成する。
15 to 17 are process diagrams showing the fourth embodiment. The same steps as in Example 1 are performed to expose the epitaxial layer on the convex portion. Then, as shown in FIG. 15, boron ion implantation is performed on the surface of the low-concentration epitaxial layer. Next, after forming a resist film 53 in the central portion of the convex portion, p-type base region 51 is formed by performing ion implantation of boron in the peripheral portion of the convex portion with higher energy than the ion implantation described above. At this time, the depth of the base region 51 at the central portion of the protrusion is formed to be shallower than that of the emitter region described later.

【0025】次に図16に示すように、多結晶シリコン
膜54を全面に堆積し、この多結晶シリコン膜54中
に、イオン打ち込み法によりヒ素もしくはリンを導入
し、n型化させる。さらに実施例2と同様の工程によっ
て、開口部を有する多結晶シリコン膜54とシリコン酸
化膜55を形成する。次にヒ素もしくはアンチモンのイ
オン打ち込みとそれに続くアニールを行い、凸部中央部
の低濃度エピタキシャル層のみを高濃度化する。このと
きにエミッタ領域56が形成される。
Next, as shown in FIG. 16, a polycrystalline silicon film 54 is deposited on the entire surface, and arsenic or phosphorus is introduced into the polycrystalline silicon film 54 by the ion implantation method to make it n-type. Further, a polycrystalline silicon film 54 having an opening and a silicon oxide film 55 are formed by the same process as in the second embodiment. Next, ion implantation of arsenic or antimony and subsequent annealing are performed to increase the concentration of only the low concentration epitaxial layer in the central portion of the convex portion. At this time, the emitter region 56 is formed.

【0026】図17に示したように、シリコン酸化膜5
5の開口部に多結晶シリコン膜58を堆積し、この多結
晶シリコン膜58にボロンを導入し、p型化させる。こ
の後900℃のアニールを行なうことによって、グラフ
ト・ベース領域57を形成する。
As shown in FIG. 17, the silicon oxide film 5 is formed.
A polycrystalline silicon film 58 is deposited in the opening 5 and boron is introduced into the polycrystalline silicon film 58 to make it p-type. Then, the graft base region 57 is formed by annealing at 900 ° C.

【0027】本実施例は、ダブルエミッタ構造のトラン
ジスタにおいて、エミッタ周辺部におけるキャリアの走
行距離の増加を防止した半導体装置の例であり、実施例
1に比較してベース抵抗及びエミッタ抵抗を低減した。
This embodiment is an example of a semiconductor device in which an increase in carrier travel distance in the peripheral portion of the emitter is prevented in a transistor having a double emitter structure, and the base resistance and the emitter resistance are reduced as compared with the first embodiment. .

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
トランジスタのコレクタ電流がエミッタ周辺部に集中し
た場合でも、ベースおよび低濃度コレクタ中のキャリア
の走行距離の増加を効果的に防止できるので、遮断周波
数の劣化が減少し、動作速度が向上した。
As described above, according to the present invention,
Even when the collector current of the transistor is concentrated on the periphery of the emitter, it is possible to effectively prevent an increase in the traveling distance of carriers in the base and the low concentration collector, so that the cutoff frequency is reduced and the operating speed is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を示す半導体装置の断面
図。
FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor device showing a first embodiment of the present invention.

【図2】従来例のバイポーラ・トランジスタの断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional bipolar transistor.

【図3】第1の実施例を説明するための工程を示す断面
図。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a process for explaining the first embodiment.

【図4】第1の実施例を説明するための工程を示す断面
図。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a process for explaining the first embodiment.

【図5】第1の実施例を説明するための工程を示す断面
図。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a process for explaining the first embodiment.

【図6】第1の実施例を説明するための工程を示す断面
図。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a process for explaining the first embodiment.

【図7】第2の実施例を説明するための工程を示す断面
図。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a step for explaining the second embodiment.

【図8】第2の実施例を説明するための工程を示す断面
図。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a step for explaining the second embodiment.

【図9】第2の実施例を説明するための工程を示す断面
図。
FIG. 9 is a sectional view showing a process for explaining the second embodiment.

【図10】第2の実施例を説明するための工程を示す断
面図。
FIG. 10 is a sectional view showing a process for explaining the second embodiment.

【図11】第3の実施例を説明するための工程を示す断
面図。
FIG. 11 is a sectional view showing a process for explaining the third embodiment.

【図12】第3の実施例を説明するための工程を示す断
面図。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a process for explaining a third embodiment.

【図13】第3の実施例を説明するための工程を示す断
面図。
FIG. 13 is a sectional view showing a process for explaining the third embodiment.

【図14】第3の実施例を説明するための工程を示す断
面図。
FIG. 14 is a sectional view showing a process for explaining the third embodiment.

【図15】第4の実施例を説明するための工程を示す断
面図。
FIG. 15 is a sectional view showing a process for explaining the fourth embodiment.

【図16】第4の実施例を説明するための工程を示す断
面図。
FIG. 16 is a sectional view showing a process for explaining the fourth embodiment.

【図17】第4の実施例を説明するための工程を示す断
面図。
FIG. 17 is a sectional view showing a process for explaining the fourth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…多結晶シリコン膜、2…エミッタ領域、3…ベース
領域、4…低濃度コレクタ領域、5…シリコン酸化膜、
6…多結晶シリコン膜、7…シリコン酸化膜、8…高濃
度コレクタ領域、9…シリコン基板、10…多結晶シリ
コン膜、11…エミッタ領域、12…ベース領域、13
…低濃度コレクタ領域、14…シリコン酸化膜、15…
多結晶シリコン膜、16…シリコン酸化膜、17…高濃
度コレクタ領域、18…シリコン基板、19…シリコン
酸化膜、20…シリコン窒化膜、21…シリコン酸化
膜、22…シリコン窒化膜、23…シリコン窒化膜、2
4…シリコン酸化膜、25…シリコン基板、26…高濃
度コレクタ領域、27…低濃度エピタキシャル領域、2
8…ベース領域、29…シリコン酸化膜、30…シリコ
ン酸化膜、31…シリコン窒化膜、32…レジスト膜、
33…多結晶シリコン膜、34…シリコン酸化膜、35
…多結晶シリコン膜、36…エミッタ領域、37…シリ
コン基板、38…高濃度コレクタ領域、39…低濃度エ
ピタキシャル領域、40…シリコン酸化膜、41…シリ
コン窒化膜、42…シリコン酸化膜、43…PSG膜、
44…ベース領域、45…エミッタ領域、46…アルミ
電極、47…アルミ電極、48…シリコン基板、49…
高濃度コレクタ領域、50…低濃度エピタキシャル領
域、51…ベース領域、52…シリコン酸化膜、53…
レジスト膜、54…多結晶シリコン膜、55…シリコン
酸化膜、56…エミッタ領域、57…グラフトベース領
域、58…多結晶シリコン膜。
1 ... Polycrystalline silicon film, 2 ... Emitter region, 3 ... Base region, 4 ... Low concentration collector region, 5 ... Silicon oxide film,
6 ... Polycrystalline silicon film, 7 ... Silicon oxide film, 8 ... High concentration collector region, 9 ... Silicon substrate, 10 ... Polycrystalline silicon film, 11 ... Emitter region, 12 ... Base region, 13
... low concentration collector region, 14 ... silicon oxide film, 15 ...
Polycrystalline silicon film, 16 ... Silicon oxide film, 17 ... High concentration collector region, 18 ... Silicon substrate, 19 ... Silicon oxide film, 20 ... Silicon nitride film, 21 ... Silicon oxide film, 22 ... Silicon nitride film, 23 ... Silicon Nitride film, 2
4 ... Silicon oxide film, 25 ... Silicon substrate, 26 ... High concentration collector region, 27 ... Low concentration epitaxial region, 2
8 ... Base region, 29 ... Silicon oxide film, 30 ... Silicon oxide film, 31 ... Silicon nitride film, 32 ... Resist film,
33 ... Polycrystalline silicon film, 34 ... Silicon oxide film, 35
... polycrystal silicon film, 36 ... emitter region, 37 ... silicon substrate, 38 ... high concentration collector region, 39 ... low concentration epitaxial region, 40 ... silicon oxide film, 41 ... silicon nitride film, 42 ... silicon oxide film, 43 ... PSG film,
44 ... Base region, 45 ... Emitter region, 46 ... Aluminum electrode, 47 ... Aluminum electrode, 48 ... Silicon substrate, 49 ...
High concentration collector region, 50 ... Low concentration epitaxial region, 51 ... Base region, 52 ... Silicon oxide film, 53 ...
Resist film, 54 ... Polycrystalline silicon film, 55 ... Silicon oxide film, 56 ... Emitter region, 57 ... Graft base region, 58 ... Polycrystalline silicon film.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾内 享裕 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoshihiro Onouchi 1-280, Higashi Koigokubo, Kokubunji City, Tokyo Inside Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板内に設けた第1導電型の第1領
域と、該第1領域内に設けた第2導電型を有する第2領
域と、該第2領域内に設けた上記第1導電型の第3領域
を有し、該第2領域は上記第3領域に接する部分よりも
上記第三領域に接しない部分が薄く形成され、さらに該
第1領域の上記第3領域より遠い部分が上記第3領域に
近い部分よりも薄く形成されることを特徴とする半導体
装置。
1. A first region of a first conductivity type provided in a semiconductor substrate, a second region of a second conductivity type provided in the first region, and the first region provided in the second region. The second region has a third region of one conductivity type, and the second region is formed such that a portion not in contact with the third region is thinner than a portion in contact with the third region, and is further away from the third region in the first region. A semiconductor device, wherein a portion is formed thinner than a portion near the third region.
【請求項2】請求項1記載の半導体装置において、該第
1領域,第2領域及び第3領域は、それぞれバイポーラ
・トランジスタのコレクタ,ベースおよびエミッタであ
ることを特徴とする半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first region, the second region and the third region are a collector, a base and an emitter of a bipolar transistor, respectively.
【請求項3】請求項1記載の半導体装置において、該第
2領域と第3領域の薄く形成される部分と該第1領域か
らの距離が、ほぼ均一となることを特徴とする半導体装
置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the distances between the thinned portions of the second region and the third region and the first region are substantially uniform.
【請求項4】請求項1から3記載の半導体装置におい
て、第1導電型および第2導電型は、それぞれp型およ
びn型であることを特徴とする半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first conductivity type and the second conductivity type are p type and n type, respectively.
【請求項5】請求項1から3記載の半導体装置におい
て、第1導電型および第2導電型は、それぞれn型およ
びp型であることを特徴とする半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first conductivity type and the second conductivity type are n type and p type, respectively.
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