JPH08293501A - 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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JPH08293501A
JPH08293501A JP10082695A JP10082695A JPH08293501A JP H08293501 A JPH08293501 A JP H08293501A JP 10082695 A JP10082695 A JP 10082695A JP 10082695 A JP10082695 A JP 10082695A JP H08293501 A JPH08293501 A JP H08293501A
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JP
Japan
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trench
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impurity
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP10082695A
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English (en)
Inventor
Hisakazu Miyajima
久和 宮島
Shuichiro Yamaguchi
周一郎 山口
Yoshiyuki Sugiura
義幸 杉浦
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】バイポーラトランジスタよりなる半導体装置に
おいて動作電流容量が大きく且つ素子面積の小さい半導
体装置およびその製造方法を提供する。 【構成】トランジスタのp形ベース層3及びn形エミッ
タ層4は、トレンチの側面および底面に沿ってn形シリ
コン基板1内に形成されている。n形シリコン基板1よ
りなるコレクタはトレンチと隣接した位置に拡散形成さ
れた高濃度n形コレクタコンタクト層2により、n形エ
ミッタ層4はトレンチ内が平坦になるように埋め込まれ
たn形ポリシリコン膜7により、p形ベース層3はn形
シリコン基板1の表面付近に形成されたベースコンタク
ト層3aにより、コンタクトが得られる。ベース電極6
b、エミッタ電極6e、コレクタ電極6c夫々は、n形
シリコン基板1上の絶縁膜5に設けたコンタクトホール
を通して夫々p形ベース層3、n形エミッタ層4、高濃
度n形コレクタコンタクト層2に接触している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置およびその
製造方法に関し、特にバイポーラトランジスタおよびそ
の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体素子の高集積化・高速化に伴い、
VLSIにおけるバイポーラトランジスタの微細化が進
められている。従来のnpnバイポーラトランジスタ
(以下、トランジスタと称す)の構造を図3を用いて説
明する。
【0003】n形シリコン基板21内には、p形ベース
層23と高濃度n形コレクタコンタクト層22とが夫々
別々の位置に、n形シリコン基板21の表面に沿って形
成されている。更に、n形エミッタ層24が、n形シリ
コン基板21の表面に沿ってp形ベース層23内に形成
されている。ベース電極26b、エミッタ電極26e、
コレクタ電極26c夫々は、n形シリコン基板21上の
絶縁膜25に設けたコンタクトホールに埋め込まれ、夫
々p形ベース層23、n形エミッタ層24、高濃度n形
コレクタコンタクト層22に接触している(各電極26
b,26e,26cは夫々接触している各層23、2
4、22とオーミックコンタクトを形成している)。
【0004】以下、従来のトランジスタの製造方法を簡
単に説明する。n形シリコン基板21上にフォトレジス
ト層をスピン塗布乾燥し、通常のフォトリソグラフィ技
術によってベース領域に対応する開孔を有するレジスト
層を形成し、前記レジスト層をマスクとして、拡散また
はイオン注入などによって例えばボロン(B)等のp形
不純物を導入し、p形ベース層23を形成する。その
後、前記レジスト層をO2 プラズマ処理、有機溶剤処理
などによって除去する。
【0005】次に、同様の手順で例えば砒素(As)等
のn形不純物を導入し、n形エミッタ層24及び高濃度
n形コレクタコンタクト層22を順次形成する。続い
て、n形シリコン基板21上にCVD法などによって絶
縁膜25を成膜し、絶縁膜25にp形ベース層23、n
形エミッタ層24、高濃度n形コレクタコンタクト層2
2夫々に対応する開孔を有するレジスト層を形成し、前
記レジスト層をマスクとして、絶縁膜25を異方性エッ
チングしてコンタクトホールを形成する。その後、前記
レジスト層をO2 プラズマ処理、有機溶剤処理などによ
って除去する。
【0006】次に、前面に例えばアルミニウムよりなる
配線金属膜をスパッタリング法などによって成膜し、続
いて、前記配線金属膜の不要部分に対応した開孔を有す
るレジスト層を形成し、前記レジスト層をマスクとし
て、イオンミリング法等によって配線金属膜を除去し、
前記レジスト層をO2 プラズマ処理、有機溶剤処理など
によって除去することにより前記配線金属膜よりなるベ
ース電極26b、エミッタ電極26e、コレクタ電極2
6cが形成され、図4に示す構造が得られる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
造では、トランジスタの動作時においてn形エミッタ層
24とp形ベース層23との界面(接合部)領域がトラ
ンジスタの主な動作電流経路となるため、トランジスタ
の電流容量を大きくしたい場合には、p形ベース層23
と接するn形エミッタ層24の横方向の幅を拡大して接
合領域面積を大きくする必要があり、(素子面積全体が
大きくなり、)集積化が難しいという問題点があった。
【0008】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、バイポーラトランジスタよりなる半
導体装置において動作電流容量が大きく且つ素子面積の
小さい半導体装置およびその製造方法を提供することに
ある。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、上記
目的を達成するために、半導体基板に形成されたトレン
チと、前記トレンチの側面および底面に沿って前記半導
体基板内に形成された前記半導体基板と異なる導電形の
第1の不純物導入層と、前記トレンチの側面および底面
に沿って前記第1の不純物導入層内に形成された前記半
導体基板と同じ導電形の第2の不純物導入層と、前記ト
レンチに埋め込まれた前記第2の不純物層のコンタクト
形成用の膜とを備えてなることを特徴とする。
【0010】請求項2の発明は、半導体基板上に酸化膜
を形成する工程と、トレンチ形成予定領域上の前記酸化
膜をエッチングする工程と、前記トレンチを前記半導体
基板に形成する工程と、前記酸化膜をマスクとして前記
トレンチの側面および底面に沿って前記半導体基板内に
第1の不純物導入層を形成する工程と、前記酸化膜をマ
スクとして前記トレンチの側面及び底面に沿って前記第
1の不純物導入層内に第2の不純物導入層を形成する工
程と、前記トレンチのみに第2の不純物導入層のコンタ
クト形成用の膜を埋め込む工程とを含むことを特徴とす
る。
【0011】
【作用】請求項1の発明の構成によれば、トレンチの側
面および底面に沿って形成された第1の不純物層よりな
るベース層及び第2の不純物層よりなるエミッタ層を有
するので、トレンチの横方向の幅を広げることなく、ト
レンチを深くすることにより前記ベース層と前記エミッ
タ層との接合面積が大きくなり、トランジスタの動作電
流容量を大きくすることができ、そのため、前記動作電
流容量を大きくしても集積化が容易である請求項2の発
明の構成によれば、酸化膜をマスクとして、トレンチの
側面および底面に沿って前記半導体基板内に第1の不純
物導入層を形成し、前記トレンチの側面及び底面に沿っ
て前記第1の不純物導入層内に第2の不純物導入層を形
成するようにしたので、酸化マスクによってトレンチの
横方向の幅を変えず、トレンチの深さを変えるだけでベ
ース層とエミッタ層との接合面積を変えることができ、
動作電流容量の大きなトランジスタを得ることができ
る。
【0012】
【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。本発
明の一実施例のトランジスタの断面を図1に示す。図1
に示すようにn形シリコン基板1内に形成されたトレン
チ(溝)の側面および底面にわたりトランジスタのp形
ベース層3及びn形エミッタ層4が形成されている。こ
こでn形シリコン基板1よりなるコレクタのコンタクト
はトレンチと隣接した位置に拡散またはイオン注入など
により形成された高濃度n形コレクタコンタクト層2よ
り得られ、n形エミッタ層4のコンタクトはトレンチ内
が平坦になるように埋め込まれたn形ポリシリコン膜7
より得られ、p形ベース層3のコンタクトはn形シリコ
ン基板1の表面付近に形成されたベースコンタクト層3
aより得られる。ベース電極6b、エミッタ電極6e、
コレクタ電極6c夫々は、n形シリコン基板1上の絶縁
膜5に設けたコンタクトホールを通して夫々p形ベース
層3、n形エミッタ層4、高濃度n形コレクタコンタク
ト層2に接触している。従って、トランジスタの動作電
流はトレンチの側面及び底面に沿って形成されたp形ベ
ース層3からn形エミッタ層4へ流れる。
【0013】以下、本発明の一実施例によるトランジス
タの製造方法について説明する。まず、n形シリコン基
板1上に二酸化シリコンよりなる酸化膜8をCVD法な
どによって成膜し(図2(a))、続いて、例えば、フ
ォトレジスト層をスピン塗布乾燥し、通常のフォトリソ
グラフィ技術によってトレンチ10に対応する開孔を有
する第1のレジスト層9を形成し(図2(b))、次
に、第1のレジスト層9をマスクとして、異方性エッチ
ングによって酸化膜8をエッチングし(図2(c))、
続いて、素子(p形ベース層3及びn形エミッタ層4)
形成に必要な深さだけ異方性エッチングによってn形シ
リコン基板1をエッチングしてトレンチ10を形成する
ことにより図3(a)に示す構造が得られる。
【0014】その後、第1のレジスト層9をO2 プラズ
マ処理、有機溶剤処理などによって除去し、次に、酸化
膜8をマスクとして、拡散またはイオン注入などによっ
てトレンチ10の底面及び側壁に例えばBなどのp形不
純物を導入し、トランジスタのp形ベース層3を形成す
ることにより図3(b)に示す構造が得られる。続い
て、酸化膜8をマスクとして、拡散またはイオン注入な
どによってトレンチの底面及び側壁に例えばAsなどの
n形不純物を導入し、トランジスタのn形エミッタ層4
を形成することにより図3(c)に示す構造が得られ
る。
【0015】次に、前記酸化膜8を例えばフッ酸(H
F)等を用いたウェットエッチングなどにより除去した
後、例えば、CVD法等によりn形ポリシリコン膜7を
積層し表面を平坦化する。この時、n形ポリシリコン膜
7はトレンチ10が埋まり表面が平坦化される程度の厚
さ積層しておく。その後、例えば、ドライエッチングな
どによってトレンチ10内のみにn形ポリシリコンが残
り基板表面が平坦になるように加工することにより図3
(d)に示す構造が得られる。
【0016】次に、例えば、フォトレジスト層をスピン
塗布乾燥し、通常のフォトリソグラフィ技術によってベ
ースコンタクト領域に対応する開孔を有する第2のレジ
スト層11を形成し、第2のレジスト層11をマスクと
して、拡散またはイオン注入などによって例えばBなど
のp形不純物を導入し、ベースコンタクト層3aを形成
することにより図3(e)に示す構造が得られる。
【0017】その後、第2のレジスト層11をO2 プラ
ズマ処理、有機溶剤処理などによって除去し、次に、例
えば、フォトレジスト層をスピン塗布乾燥し、通常のフ
ォトリソグラフィ技術によって基板コンタクト領域に対
応する開孔を有する第3のレジスト層12を形成し、第
3のレジスト層12をマスクとして拡散またはイオン注
入などにより高濃度の例えばAsなどのn形不純物を導
入し、高濃度n形コンタクト層2を形成することにより
図3(f)に示す構造が得られる。
【0018】その後、第3のレジスト層12をO2 プラ
ズマ処理、有機溶剤処理などによって除去し、次に、例
えば、二酸化シリコンよりなる絶縁膜5をCVD法など
によって成膜し、続いて、フォトレジスト層をスピン塗
布乾燥し、通常のフォトリソグラフィ技術によって絶縁
膜5上にコンタクトホールパターンに対応する開孔を有
する第4のレジスト層(図示せず)を形成し、第4のレ
ジスト層をマスクとして、異方性エッチングによって絶
縁膜5をエッチングしてコンタクトホールを形成する。
その後、第4のレジスト層をO2 プラズマ処理、有機溶
剤処理などによって除去し、続いて、例えば、アルミニ
ウムよりなる配線金属膜をスパッタリング法などにより
堆積させ、前記コンタクトホールを埋め込み、次に配線
金属膜の不要部分に対応する開孔を有する第5のレジス
ト層(図示せず)を形成し、第5のレジスト層をマスク
として、イオンミリング等により不要な配線金属膜を除
去する。次に、第5のレジスト層をO2 プラズマ処理、
有機溶剤処理などによって除去することにより配線金属
膜よりなるベース電極6b、エミッタ電極6e、コレク
タ電極6cが形成され、図3(g)に示す構造が得られ
る。
【0019】なお、以上はnpnバイポーラトランジス
タについてであるが、pnpバイポーラトランジスタも
形成できることは勿論である。
【0020】
【発明の効果】請求項1の発明は、トレンチの側面およ
び底面に沿って形成された第1の不純物層よりなるベー
ス層及び第2の不純物層よりなるエミッタ層を有するの
で、トレンチの横方向の幅を広げることなく、トレンチ
を深くすることにより前記ベース層と前記エミッタ層と
の接合面積が大きくなり、トランジスタの動作電流容量
を大きくすることができ、そのため、前記動作電流容量
を大きくしても集積化が容易であるという効果がある。
【0021】請求項2の発明は、酸化膜をマスクとし
て、トレンチの側面および底面に沿って前記半導体基板
内に第1の不純物導入層を形成し、前記トレンチの側面
及び底面に沿って前記第1の不純物導入層内に第2の不
純物導入層を形成するようにしたので、酸化マスクによ
ってトレンチの横方向の幅を変えず、トレンチの深さを
変えるだけでベース層とエミッタ層との接合面積を変え
ることができ、動作電流容量の大きなトランジスタを得
ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による半導体装置の断面図で
ある。
【図2】本発明の実施例の主要工程断面図である。
【図3】本発明の実施例の主要工程断面図である。
【図4】従来例を示す半導体装置の断面図である。
【符号の説明】
1 n形シリコン基板 2 高濃度n形コレクタコンタクト層 3 p形ベース層 3a ベースコンタクト層 4 n形エミッタ層 5 絶縁膜 6b ベース電極 6c コレクタ電極 6e エミッタ電極 7 n形ポリシリコン膜

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板に形成されたトレンチと、前
    記トレンチの側面および底面に沿って前記半導体基板内
    に形成された前記半導体基板と異なる導電形の第1の不
    純物導入層と、前記トレンチの側面および底面に沿って
    前記第1の不純物導入層内に形成された前記半導体基板
    と同じ導電形の第2の不純物導入層と、前記トレンチに
    埋め込まれた前記第2の不純物層のコンタクト形成用の
    膜とを備えてなることを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 半導体基板上に酸化膜を形成する工程
    と、トレンチ形成予定領域上の前記酸化膜をエッチング
    する工程と、前記トレンチを前記半導体基板に形成する
    工程と、前記酸化膜をマスクとして前記トレンチの側面
    および底面に沿って前記半導体基板内に第1の不純物導
    入層を形成する工程と、前記酸化膜をマスクとして前記
    トレンチの側面及び底面に沿って前記第1の不純物導入
    層内に第2の不純物導入層を形成する工程と、前記トレ
    ンチのみに第2の不純物導入層のコンタクト形成用の膜
    を埋め込む工程とを含むことを特徴とする半導体装置の
    製造方法。
JP10082695A 1995-04-25 1995-04-25 半導体装置およびその製造方法 Withdrawn JPH08293501A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109087942A (zh) * 2018-08-23 2018-12-25 盛世瑶兰(深圳)科技有限公司 一种沟槽型三极管及其制作方法

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CN109087942A (zh) * 2018-08-23 2018-12-25 盛世瑶兰(深圳)科技有限公司 一种沟槽型三极管及其制作方法

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