JPS5810865A - ラテラルpnpトランジスタおよびその製造方法 - Google Patents

ラテラルpnpトランジスタおよびその製造方法

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JPS5810865A
JPS5810865A JP10909982A JP10909982A JPS5810865A JP S5810865 A JPS5810865 A JP S5810865A JP 10909982 A JP10909982 A JP 10909982A JP 10909982 A JP10909982 A JP 10909982A JP S5810865 A JPS5810865 A JP S5810865A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はVLSIチップの製造手段を利用してサブミ
クロンバイポーラ絶縁分離トランジスタを形成して、何
白ものそのような素子を同時に製作するための新しい構
造と方法である。
サブミクロン製造技術の分野の先行技術から抜粋した技
術によれば、寸法的解像度は今やシリコン上の熱成長酸
化シリコン層の厚さに匹敵するかまたはそれ以下である
。また寸法は、今や21!拡散トランジスタに用いられ
るベース暢、すなわち0.4〜1.0マイクロメータ、
に匹敵するかまたはそれ以下である。これらの技術から
、浮遊容量と抵抗とが大きく減らされたバイポーラトラ
ンジスタのための新しい構造と方法とが、独特な組合せ
と順序によって開発され続けていることがわかる。
この発明はPサブストレート上に形成された新しいラテ
ラルPNPトランジスタであって、トランジスタのため
の領域に境界をつけるためにサブストレートに凹部な設
け、この凹部を介してサブストレートのトランジスタ活
性領域をNにドープし、もとのPサブストレートまで凹
部部分を深くし、前記凹部な介して相対した凹部の角部
分をP+にドープし、そして凹部をフィールド酸化物で
充填したトランジスタである。普通の!気的接続部が、
P+の隔てて設けられた各部およびNにドープされたそ
の閤の部分に設けられていて、Nにドープされた部分は
トランジスタのベースを備え、隔てて設けられたP+領
域はコレクタとエミッタとになる。
第1図から第6Illの図面は、第7図の構造のための
好ましい組立方法を示しており、それは好ましい順序で
行なわれた手段によるものであり、各機、能は好ましい
特定された処理ステップによって達成されている。
第1図において、P型サブストレート11はシリコンま
たはシリコンーオンーサフフイヤからなっている。サブ
、ストレート11は16で示すように最初随意に酸化さ
れている。そしてそれはマスクされたフォトレジスト■
13によって響われ、化学放射線にさらされて、そして
1つのトランジス多のための活性領域19(第2図に示
す)の境界を囲んでスロットまたは凹部を設けるために
サブストレートの部分に輪郭をひいた―域15および1
7のフォトレジストが溶解されて除去される。
活性領域はフォトレジスト13′によって―われて示さ
れている。
第211において、スロット21と23は領域17と1
5のサブストレート11にミリングされ、この閤飽の領
域はフォトレジスト13および随意的酸化−によって保
護されていた。第2図に示されているスロットまたは凹
部21および23は単に両側で活性領域19に境界をつ
けているだけでなく、寅はこの境界凹部またはスロット
はトランジスタ活性領域19に完全に拡がっており、第
7図に描かれているように、スロット部分21と23は
領域19の両側に境界をつけ、然るにスロット25と2
7とが他の2つの側面に境界をつけており、全体Φ活性
領域19は凹部またはスロットすなわち周囲の凹部によ
って境界がつけられている。
11211に戻って、好ましい工程の次のステップは、
もとのPにドープされたサブストレートのライン37の
上のサブストレート11の範囲内で、スロット21と2
3の−でその真上に、Nにドープされた領域をiS處す
るために、スロット21と23の中にtlIまたは燐を
生成することである。
P+−域を形成するためのNドーピングステップに続い
て、16および16−で示されるように、酸化シリコン
をサブストレート11の完全に露出された表向に成長さ
せる。もし酸化物a16が初めからあったならば(第1
図に示すように)、このステップは単にその酸化物■を
厚くするものである。
第311では、P+領域31と33を形成するためにス
ロット21.23を介してサブストレートの中に本つ秦
が拡散されlIけている。
次に第411では、スロット21と23とがより深くミ
ルされて、延長s21′および23′で示されるように
、P+にドープされた領域31と33よりも深くサブス
トレート11に浸透しているまた、深められたスロット
21と23の内側の酸化シリコンは、その後周知の方法
によって除去される。ここにN型領域は35.35”、
35  および35”で示されている。サブストレート
11のNからpH城は、今やライン37によって大まか
に規定されている。NlI域はスロット21の拡張部分
21−とスロット拡張部分23の拡張部分23′との真
下にあり、そしてまたP+活性部分31と33の四の領
域を占領していることがわかるだろう。
第5図において、スロット21と23の3度目の深める
ことは、やはり好ましくはイオンミリングによってなさ
れ(−これによってスロットが底21″と23″へ達し
曲線37の真下のPサブストレート領域にまで貫通する
。この3度目の深めることは第4図の2度目の深めるこ
とで連成されてもよいが、活性領域の全体的な分−のた
めに酸化物で充填されたスロットと接触してその下に位
置しているPill■を強■するために第4図と第5図
に描かれている。そしてサブストレート11はスロット
21と23を完全に酸化シリコンによって満たし、酸化
シリコンの表面■51によって覆われるために充分に酸
化され、この段間において、凹部またはスロットのシリ
コン酸化物は、この絶Ilされた境界内の活性領域に形
成されているトランジスタ素子のP+NP+活性領域を
完全に電気的に絶縁するということに気付かれるであろ
う。
第611において、酸化物はエツチングによって頂上か
ら完全に剥ぎ取られており、53のN+で示された選択
的砒素N十注入をさせている。この型のドーピングを連
成する1つの方法は、N領域に低エネルギ砒素拡散を用
い、N十領域に高エネルギ砒素拡散を用いることである
また、第6図において、メタライゼーションの■がサブ
ストレート11の上部表面に設けられており、これはフ
ォトレジストによってカバーされてパターン化され、溶
かされて除去され、そしてP+領域31とP+領域33
に接触して示される特別な金属導体55と57を残して
メタライゼーションがエツチングにより除去される。同
様の方法によって、第7図に示すベースリード59はメ
タライゼーションとパターン化の手段によって形成され
、エミッタ領域31.コレクタ領域33およびベース領
域59に、第6図に示すような電極液amが形成される
第7図から、第6WJは平1i5−5によって切取られ
た断面図であることがわかるだろう。また、第761の
トランジスタは、20d’の製減を占−した4dX5d
の大きさであり、ここでdは0゜4〜1マイクロメータ
である。!直方向の寸法はベース領域59のための最初
のdと、ベース領域とエミッタ領域31を隔てるための
112のdと、エミッタ領域31の幅の3番目のdと、
電[55とN十鎖域31の端を隔てるための(d /2
+d/2)とを―え、第51目の6は1つの凹部25を
取囲んでいることがわかるであろう、それと直交方向の
寸法は、凹部21の幅の第1のdと、電極59を隔てる
ための第2のdと、ベース電極59の寸法のための第3
のdと、および凹部23の寸法である第4のdとからな
っている。!!約すれば、これらのバイポーラトランジ
スタは非常に小さな領域で構成され、また浮遊容−と抵
抗が非常に減少されているのである0輪台的なトランジ
スタの大きさは、トランジスタの活性領7域よりそれは
ど大きくはない、ベース−エミッタ接合容量とコレクタ
ーペース害最は非常に小さく作られている。また、ベー
スに付けられた抵抗は小さい、ベース幅は小さく形成で
きる。すなわち、0.1マイクロメータにほぼ等しく、
高利得と低過渡時間が連成することができている。また
、コレクタとエミッタ園の飽和電圧の非常に低い、対称
的なトランジスタを提供することができる。さらに、こ
のトランジスタではコレクタの抵抗が非常に小さい。
前述の工程において、イオン注入に代えてドープ材料を
用い、またはドープされる物質に代えてイオン注入ステ
ップを用いることによって、変形をなすとができる。し
かしながら、この発明の戴衰は、この発明のl1lIと
して特許請求の範1で明らかにしたことに基づいて決定
しなければならないことを念のために申し添えておく。
【図面の簡単な説明】
第1図は1つのトランジスタが形成されるサブストレー
トの領域の断面図であって、フォトレジストがサブスト
レートに設ける凹部領域の輪郭をつけ、またトランジス
タの活性領域を保護しているのがわかる。 第2図は境界の凹部領域に沿ってスロットが設けられた
サブストレートを示し、凹部の角と底を介してサブスト
レートの活性領域に導かれたNドーピングを示している
。 第3図は側壁のP+ドーピングまたは凹部部分の角を示
している。 第411はP十領域を越えて深められたスロットまたは
凹部部分を示している。 第5図はP+にドープされた領域を越えてPにドープさ
れたサブストレートまで延ばされた凹部領域と、酸化物
によって充填された境界凹部を示している。 第6図は活性−域にドープされたサブストレート上部の
N十注入と、バターシ化およびメタライゼーシジンステ
ップの結果を示して−)る。 第711は1つのラテラルPNP)ランジスタの平面図
であり、境界凹部がフィールド酸化物によって満たされ
そし′(電気的I!読部を働えたエミッタ、ベースおよ
びコレクタ電橋が示されて−する。 特許出諷人 ロックウェル・インターナFK3.1

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) Pにドープされたサブストレート上に形成され
    たサブミクロン寸法のPNPラテラルトランジスタのア
    レーであって、 各トランジスタは、サブストレートのトランジスタ活性
    領域をNドープするためにN型ドーピングが近接したサ
    ブストレートに受入れられるところのサブストレートに
    陽てられて設番すられたスロットを備え、 前記スロットはフィールド酸化−で充填され、トランジ
    スタが形成され、る各領域を取囲んでいて、さらに、 エミッタおよびコレクタ電極領域を備えた前記観域内の
    隔てて設けられたスロットの内側はP+にドープされて
    おり、 前記スロットはもとのPサブストレート内まで深く形成
    されていて、 前記スロットはフィールド酸化物で充填されそしてトラ
    ンジスタが形成される各領域を取囲んでおり、さらに、 P十領域から分割された前記活性領域のサブストレート
    に注入され、ベース電極領域を設けるためにN十領域に
    エンハンスされたNドーピングと、各P+およびN十電
    極鎖酸に設けられたメタライゼーシジン接続部とを働え
    たサブミクロン寸法のPNPラテラルトランジスタの7
    レー。
  2. (2) 前記領域は、dを0.4から1マイクロメータ
    とした場合に、大体長さが56で幅が46の長方形であ
    る特許請求の範囲第1項記載のトランジスタ。
  3. (3) P+ドーピングの下にPドーピングがあるよう
    にし、P+ドーピングの−にNドーピングがあるように
    するために、Nドーピング&:IIいてスロットを深く
    形成した後、前記スロットを介してP+ドーピングが拡
    散され、そして、エンハンスされたN十領域を備えるた
    めに少なくともP十にドープされたサブストレート領域
    の−の前記領域のサブストレートの表面を介してNドー
    ピングが拡散される特許請求の範囲第1項記載のトラン
    ジスタ。
  4. (4) N+トド−ングは前記P十拡散の後に少なくと
    もP+にドープされたサブストレート領域の−の前記領
    域に、前記サブストレート表面を介して注入される特許
    請求の範囲第2項記載のトランジスタ。
  5. (5) Pドーピングのサブストレートの上をNドーピ
    ングした後に前記スロットを介してP+ドーピングが拡
    散され、そして 前記もとのPサブストレートにスロットが深く設けられ
    た特許−求のl1ll第1項記載のトランジスタ。
  6. (6) NドーピングはN十領域を設けるため□にNド
    ーピングを越えて前記領域の前記サブストレート表面を
    介して注入される特許請求の範囲第5項記載のトランジ
    スタ。
  7. (7) P型にドープされたサブストレト上にサブミク
    ロン寸法のPNPラテラルトランジスタのアレーを形成
    する方法であって、各トランジスタは、 トランジスタを備える活性領域のために境界領域を輪郭
    づけるべくサブストレートをマスクするステップと、 前記境界領域のサブストレートにスロットを設けるステ
    ップと、 境界領域に近接したサブストレートの領域をNにドープ
    するために、スロットが設けられた境界領域を介してサ
    ブストレートをドープするステップと、 境界領域に近接したサブストレートの領域をP+領域に
    するために、スロットの設けられた境界領域を介してサ
    ブストレートをドープするステップと、 もとのPにドープされたサブストレートまでスロットの
    設けられた境界領域(深くするステップと、 深くされたスロットの設けられた境界領域をフィールド
    酸化物で充填するステップと、P+領域の−にあるサブ
    ストレート表面に近接した領域を随意にN+にドーピン
    グするステップと、および、 前記各P+領域と前記N十領域に電気的接続部を設ける
    ために前記サブストレートの表面をメタライジングしパ
    ターン化するステップとを備えたアレーを形成する方法
  8. (8) 前記スロットを設け、そのスロットを深くする
    ことはイオンミリングによって行なわれる特許請求の範
    囲第7項記載の方法。
  9. (9) 前記P+ドーピングは、サブストレートを酸化
    し、スロットの設けられた境界領域力1ら酸化物を除去
    した後に拡散することによって達成される特許請求の範
    囲第8項記載の方法。
  10. (10) 前記Nドーピングは砒素または燭の注入によ
    って達成される特許請求の範囲第9項記載の方法。  
      −
  11. (11)  Pにドープされたサブストレート上にPN
    Pラテラルトランジスタを作る方法であって、その方法
    は、 トランジスタのための領域に境界をつけるために、サブ
    ストレートに凹部な形成するステップと、前記領域と近
    接したサブストレートをNにドープするステップと、 前記領域の隔てて設けられた部分をP+にドープするス
    テップと、 もとのPサブストレートまで凹部な深めるステップと、 前記凹部なフィールド酸化物で充填するステップと、お
    よび、 前記領域の前記隔てて設けられたP十各部およびNにド
    ープされた部分に、電気的接続部を設けるステップとを
    備えるPNPラテラルトランジスタの製造方法。
  12. (12)  Pにドープされたサブストレート上に形成
    された活性領域を有するPNPトランジスタであって、 トランジスタ活性領域の周囲にほぼ沿ってサブストレー
    トに凹部を設けるステップと、前記凹部を設けた部分を
    介してトランジスタ活性領域をNにドープするステップ
    と、 P+−域を形成するために前記凹部を設けるステップに
    よって形成された凹部の部分を介してトランジスタ活性
    領域を選択的にPにドープするステップと、 前記Pサブストレートまで凹部を深くするステップと、 前記サブストレートから活性領域を実質的に給糧するた
    めにサブストレート酸化物によって前記凹部を充填する
    ステップと、および、 エミッタ、ベースおよびコレクタ電極接続部として働か
    せるために前記活性領域の異なった部分に導電体を形成
    するステップとを備えるPNPトランジスタ。
  13. (13) エミッタおよびコレクタ領域はPにドープさ
    れた領域であり、 ベース領域はN+にエンハンスされyいる特許請求の範
    囲第12項記載のトランジスタ。
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