JPH07176540A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

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JPH07176540A
JPH07176540A JP5318867A JP31886793A JPH07176540A JP H07176540 A JPH07176540 A JP H07176540A JP 5318867 A JP5318867 A JP 5318867A JP 31886793 A JP31886793 A JP 31886793A JP H07176540 A JPH07176540 A JP H07176540A
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semiconductor device
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Akio Matsuoka
昭夫 松岡
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ラテラルPNPトランジスタの埋込層の構造を
支えて、実効的なエピタキシャル膜厚をベース幅よりも
大きくする事によりhFEを大きくする事を目的とする。 【構成】本発明は図1に示すようにN型埋込層形成時に
絶縁膜に凹凸をつけイオン注入を行う。この時、絶縁膜
の厚い部分のドーズ量は少なく、薄い部分のドーズ量は
多くなる。その後N型エピタキシャル層4の成長を行な
うとオートドーピングを生じ、N+ 型埋込層2a,凹型
のN型埋込層2cが形成される。したがって、P+ 型エ
ミッタ層9bと大型のN型埋込層2cとの距離xは、ベ
ース幅WBよりも大きくなる。よって、ベース輸送効率
が向上され、高いhFEが得られる効果がある。P+ 型コ
レクタ層9cと大型のN型埋込層2cとの距離xが大き
いためベース,コレクタ間の耐圧が大きくなるという効
果がある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に関し、特に
ラテラルPNPトランジスタおよびその製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来技術としてラテラルPNPトランジ
スタの製造方法を図5を用いて説明する。尚、ラテラル
PNPトランジスタはNPNトランジスタを作り込むと
同時に形成するが、NPNトランジスタの工程と重複す
る場合に限りその事を明記する。
【0003】まず図5Aに示す如く、半導体基板1上に
写真食刻法を用いてイオン注入に対するマスク材3を形
成した後、イオン注入法,熱拡散法を用いてヒ素等でN
+ 型埋込層2を形成する。その後、図5Bに示す如くN
型エピタキシャル層4を成長する。高周波,高速用NP
Nトランジスタの場合例えば約1.7μm成長するた
め、ラテラルPNPトランジスタのN型エピタキシャル
層4を同じ膜厚となる。
【0004】次に図5Cに示す如く、加圧酸化法により
フィールド酸化膜5を形成後、気相成長法等により絶縁
膜6を形成する。当該絶縁膜は例えば窒化膜である。し
かる後、写真食刻法によりベース開口部7aを形成した
後、イオン注入法によりN+型引出し層8を形成する。
この時、NPNトランジスタのN型コレクタ引出し層も
同時に形成される。例えば燐等をイオン注入する。
【0005】次に図5Dに示す如く、写真食刻法により
エミッタ開孔部7b、コレクタ開孔部7cを形成した
後、イオン注入法によりP+ 型エミッタ層9b,P+
コレクタ層9cを形成する。この時、NPNトランジス
タのP+ 型ベースコンタクト層も同時に形成される。こ
の時、例えばボロン等をイオン注入する。
【0006】次に図5Eに示す如く、アニール、例えば
2 雰囲気中で900℃,40分行う。当該アニールに
より、例えばP+ 型エミッタ層9b,P+ 型コレクタ層
9cの接合深さは約0.2μmとなる。N型エピタキシ
ャル層4の膜厚はN+ 型埋込層2aのせり上り等により
エミッタ直下の埋込層までの距離x=0.8μmとな
る。
【0007】次に写真食刻法,エッチング方を用いてフ
ィールド酸化膜5,絶縁膜6を開孔し、その後ベース電
極10a,エミッタ電極10b,コレクタ電極10cを
形成する。電極はAl,Au等であり、バリアメタル等
を使用する場合もある。ベース幅WB は耐圧の関係によ
りWB ≧1.0μm程度である。WB <1.0μmの場
合、パンチスルー等を生じるため満足な動作は得られな
い。
【0008】又、第二の従来技術として特開平1−93
168号公報を図6に示す。N型エピタキシャル層4を
エッチングし凹部を形成した後、N+ 型ベース層9a,
+型コレクタ層9cを形成する。
【0009】第三の従来技術として、特開昭64−81
363号公報を図7に示す。ヒ素,アンチモン等をN+
型埋込層2aを形成した後、これらより拡散係数の大き
い燐等で他のN+ 型埋込層を形成し、しかる後N型エピ
タキシャル層4を形成すると凸型のN+ 型埋込層2bが
形成される。
【0010】さらに、第四の従来技術として特開昭63
−76373号公報を図8に示す。P型コレクタ層9c
の直下となる半導体基板1の部分をエッチングし、その
後、熱拡散等によりN+ 型埋込層2a,凹型のN+ 型埋
込層2を形成する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上述した図5の従来技
術の半導体装置は図5EよりWB ≧1.0μm,x=
0.8μmよりWB =xとなり、P+ 型エミッタ層9b
から注入されたキャリアはP+ 型コレクタ層9cに捕獲
されず、N+ 型埋込層2aと再結合するためベース輸送
効率が低下し、hFEは約10〜20となりこれより高い
FEが得られないという欠点があった。尚、N型エピタ
キシャル層4の膜厚を厚くしてWB <xとするとラテラ
ルPNPトランジスタと同時に形成されるNPNトラン
ジスタの高周波,高速性が損なわれる。又、P+ 型コレ
クタ層9とN+ 型埋込層2aとの距離が短いため耐圧
(BVCBO )が小さくなるという欠点がある。
【0012】図6,図7,図8に示した例も応用にWB
>xのため高いhFEは得られないという欠点がある。
【0013】図6および図7の例ではP+ 型コレクタ層
WcとN+ 型埋込層2a,凸型のN+ 型埋込層2bとの
距離が短いため耐圧(BVCBO )が小さくなるという欠
点がある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明によればラテラル
PNPトランジスタにおいて、少なくともP型エミッタ
拡散層及びP型コレクタ拡散層直下のN型エピタキシャ
ル層が凹部になるようなN+ 型埋込層を有し、P+ 型エ
ミッタ拡散層とN+ 型埋込層の距離よりもベース幅が短
いことを特徴とする。
【0015】また、上記N+ 型埋込層の形成工程におい
て、薄い絶縁層と厚い絶縁層を通して、同時にイオン注
入する工程を有することを特徴とする製造方法が得られ
る。
【0016】
【実施例】
〔第1の実施例〕次に本発明による半導体装置の製造方
法の第1の実施例を図面を参照して説明する。図2Aに
示す如く、半導体基板1上に凹凸のあるイオン注入に対
するマスク材3を熱酸化法,気相成長法及びエッチング
法で形成する。その後、イオン注入法,エピタキシャう
成長等を行う事により図2Bに示す如く、N+ 型埋込層
2a,凹型のN型埋込層2cが形成される。この時、前
記マスク材3の凸部は他の部分に比べ、イオン注入法に
より半導体基板1中の濃度は低くなる。このためN型エ
ピタキシャル層4を成長する際、濃度の高いN+ 型埋込
層2aのせり上りは大きく、濃度の低い凹型のN型埋込
層2のせり上りは小さい。イオン注入法の代りに熱拡散
法を用いても同様な結果が得られる。
【0017】次工程以降は、前述した従来技術図3C〜
図3Eの工程と同一のため省略する。最終的には図1に
示す通りとなる。
【0018】この時xはN+ 型埋込層2a,凹型のN型
埋込層2cを形成する際のイオン注入のドーズ量等を制
御でき、WB >xが可能となる。
【0019】〔第2の実施例〕図3に第2の実施例を示
す一工程を示す。図3に示す如く、半導体基板1上に写
真食刻法を用いてイオン注入に対するマスク材3を形成
した後、イオン注入法を用い半導体基板1の表面から深
い部分にイオン注入された不純物高濃度のピークがくる
ようにする。例えばピークが約0.08μmになるよう
にイオン注入エネルギーを決める。前記ピークは通常の
約2倍の深さである。
【0020】次工程以降は第1の実施例と同一のため省
略する最終的には図4に示す通りである。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明は高周波,高
速用NPNトランジスタを同時に作る際のラテラルPN
Pトランジスタにおいて、WB <xが可能となりベース
搬送効率が向上され高いhFEが得られるという効果があ
る。
【0022】P+ 型コレクタ層9cと大型のN型埋込層
2cとの距離が長いため耐圧(BVCBO )が大きくなる
という効果がある。
【0023】大型のN型埋込層2cほ拡散の深さが浅い
ため抵抗が大きくなるが、N+ 型埋込層2aは深さが深
いため抵抗が小さくなる。ベース抵抗は上記2つの抵抗
の直列接続による。従って、N+ 型埋込層2aの深さ等
を制御する事により実用に耐えるベース抵抗に抑える事
ができる。
【0024】第2の実施例を用いると深いN+ 型埋込層
2dによりさらにベース抵抗が小さくなるという効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す構造断面図。
【図2】本発明の第1の実施例の一工程を示す構造断面
図。
【図3】本発明の第2の実施例の一工程を示す構造断面
図。
【図4】本発明の第2の実施例を示す構造断面図。
【図5】従来の技術を示す構造断面図。
【図6】従来技術(特開平1−93168号公報)を示
す構造断面図。
【図7】従来技術(特開昭64−81363号公報)を
示す構造断面図。
【図8】従来技術(特開昭63−76373号公報)を
示す構造断面図。
【符号の説明】
1 P型半導体基板 2a N+ 型埋込層 2b 凸型のN+ 型埋込層 2c 凹型のN型埋込層 2d 深いN+ 型埋込層 3 イオン注入に対するマスク材 4 N型エピタキシャル層 5 フィールド酸化膜 6 絶縁膜 7a ベース開孔部 7b エミッタ開孔部 7c コレクタ開孔部 8 N+ 型引出し層 9a N+ 型ベース層 9b P+ 型エミッタ層 9c P+ 型コレクタ層 10a ベース電極 10b エミッタ電極 10c コレクタ電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 27/082 21/8224 7514−4M H01L 27/08 101 V

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ラテラルPNPトランジスタにおいて、
    少なくともP型エミッタ拡散層及びP型コレクタ拡散層
    直下のN型エピタキシャル層が凹部になるようなN+
    埋込層を有することを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記P型エミッタ拡散層、P型コレクタ
    拡散層、N+ 型埋込層において、P型エミッタ拡散層及
    びP型コレクタ拡散層とN+ 型埋込層の距離よりもベー
    ス幅が短い事を特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 ラテラルPNPトランジスタの製造方法
    において、少なくともP型エミッタ拡散層及びP型コレ
    クタ拡散層直下のN型エピタキシャル層が凹部になるよ
    うなN+ 型埋込層の形成工程において、薄い絶縁膜と厚
    い絶縁膜を通して、同時にイオン注入する工程を有する
    ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101009402B1 (ko) * 2008-11-07 2011-01-19 주식회사 동부하이텍 바이폴라 트랜지스터 및 그의 제조방법

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