JPS5858763A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPS5858763A
JPS5858763A JP15849381A JP15849381A JPS5858763A JP S5858763 A JPS5858763 A JP S5858763A JP 15849381 A JP15849381 A JP 15849381A JP 15849381 A JP15849381 A JP 15849381A JP S5858763 A JPS5858763 A JP S5858763A
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hole
transistor
film
oxide film
emitter
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JP15849381A
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Inventor
Junichi Okano
岡野 順市
Kiyoto Matsumoto
松本 清人
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/70Bipolar devices
    • H01L29/72Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals

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、エレクトレットコンデンサマイク等にイン
ピーダンス変換用として用いられる半導体装置の製造方
法に関する。
従来、J−FET(接合型電界効果トランジスタ)fc
使用した高インピーダンス変換回路として、第1図乃至
第3図に示すものがある。第1図は、トランジスタエの
ゲートG・ソースS間に2個のダイオード2.3を双方
向に接続したもの、紀2図は同じくトランジスタLのゲ
ート・ソース間に数百MΩの抵抗4を接続したものであ
る。また、第3図はトランジスタLのダート・ソース間
に2個のPNP トランジスタμ、6を接続したもめで
、一方のトランジスタ互はベース・コレクタ間、他方の
トランジスタ互はベース・エイツメ関がそれぞれ短絡さ
れて騒る。これらの接続回路素子はそれぞれ人力パルス
を放電させる役割を有する。
ところで、上記インピーダンス変換回路は、絶1図では
1個のトランジスタL及び2個のダイオ−P、? 、J
、第2図では1個のトランジスタL及び1個の抵抗4、
第3図では1個のトランジスタ1及び2個のPNP )
ランジスタ5.5の構成になシ、これらを各々雄体の部
品がら作りていたのでは、非常に高価になり、またコン
デンサマイクなどに使用する場合、組立工数が増え、寸
法も大きくなるという欠点があった。
そこで、最近は全ての部品を組み込んだ集積回路として
の製造が主流になっている。ここで、安定度特性に優れ
、チップの製造プロセス的にも1個のトランジスタを作
るのと殆ど変らない第3図のインピーダンス変換回路に
ついて説明する。
第3図の回路構成において、インピーダンス変換器とし
ての重要な特性である安定度(入力信号に対する出方信
号の回復時間1. )は、o、3VKおけるトランジス
タ互、互のf−)・ソース間の漏れm流(土IQIIO
>と第4図に示すような相関があることは既に知られて
いる。tは通常数秒以下でなくてはならず、そのために
は±”08゜の値は、数十nム以上が必要となる。しか
し、極端に大きくなり過ぎると、大刀インピーダンスの
低下、雑音特性の悪化等の影響が出て来るため、数十〜
数百nA (20〜200 nA )が適正な値となる
。±’agoは第3図において、−Io、。=−1,+
h、、X(−I、)=−I、(1+h、、)十l。、。
=4 x、 +”h、、 X(+I、) =+r、(t
+”h、、)となり、各々のトランジスタ5.6の電流
増幅率117z、’)パース電流増幅率Rh□によって
±1゜、0の値が左右される1通常、トランジスタLの
単体での0.3 Vに於ける±X、はinム以下(ヒコ
アンヘアオーター)であシ、上述の)j/rス   、
り5,6のh□%  lhF!を数百〜数千にしなけれ
ばインピーダンス変換器としての役割を果たさないこと
になる。
さて、第3図の回路構成を持つ九半導体装置のチップを
製造するに当っては出来るだけ合理化され九簡単な工程
である仁とが望ましい。第5図(、)〜(d)にトラン
ジスタLの単体を作るのと殆ど変わらない工程で2個の
PNP ) 9ンジスタ互、見も同時に作る製造方法の
一例を示す・まず、第5図(1)に示すようにP形のシ
リコン基板11上にN形のエピタキシャル層を成長させ
、このエピタキシャル層をペースとなる3つの島領域(
N″″層>rx、xs、xaK分離すべくアイソレージ
冒ンの拡散を行なう1次に、第59伽)K示すように、
基板11表面に酸化膜(810,)15を形成し、この
酸化815にPEP(Ph@t@Emgrav1mg 
Pr5avss ) Kよシトランゾスメ1 (DI’
 −)拡散孔16、トランジスタ!L。
王のエミッタ拡散孔11.18を同時に設け、P形の不
純物例えばIロンを拡散することによシ、ff−)領域
19、エイツタ領域20.11を形成する0次に同様な
方法にて第5図(c) K示すように、)ランジスタL
のソース、ドレインのオーミックコンタクト領域xz、
xzを形成する。Nk後に、トランジスタLと2個のト
ランジスタ互、互をアルミニウム(ムt)勢の電極材料
で配置ax4を施すと第3図と等しい回路構成を持った
半導体装置が得られる。ここで、r−ト領域19はシリ
コン基板11と電気的に接続されており、トランジスタ
5 e 6のコレクタ領域はシリコン基板IIを利用し
ている。ここで、上記各領域の不純物濃度は、例えば、
ペース及びfarネルを3 X 101015a’、−
tvppを4X10”備−3、エミッタ及びダートを2
 X 10102a’とする。
以上の製造過程よシ明らかなようにトランジスタLのチ
ャンネル領域25とトランジスタ5゜互のペース領域2
6.27は全くト1じ厚さに形成されている。従って、
トランジスタ5.6のh□、 h□はN形エピ!キシャ
ル層の島領域12〜14の濃度によって決定される。
しかしながら、この方法によって製造された構造の士■
as。の特性分布は、第6図に示すように−■。。はほ
ぼ要求を満足するものの、+I。、。
についてはレベルが低過ぎて安定度が悪化する。
従りて、コンデンサマイク勢のインピーダンス変換用と
しては使用出来ないことになる。
これらの現象は、トランジスタL単体としての0.3 
V近辺に於ける+■、が数pAと、−I。
(数十〜数百シム)に比べ非常に小さく、又、トランジ
スタ5 t gのペース巾が全く同一であ夛、トランジ
ス!互の(1+h□)とドランノスタ互の(1+”h□
)が1桁以上達わないために起こると考えられる。 +
 I、、。を10〜100nAのレベルに上げてやる丸
めには、トランジスタ互の1h、1をトランジスタ見の
h□より42桁大きくする必要がある6例えば、 トランジスタs ニーI、X(i+h□)中100pA
X(1+川)冨 100nA トランジスタ互:+I、X(1+”k□)中1pAX(
1+封5)”100nA トランジスIli、6のh□は前述のように本例ではペ
ース濃度によって決定される。従ってトランジスタ互の
h□(hFl−1)をトランジスタ見のh□(h□0.
)よシも大きくするには、トランジスタ見のベース領域
21の巾をトランジスタ互のベース領域26の巾よ)も
薄くしなければならないことが分かる0首い換えれば、
トランジスタ互のエミッタ拡散深さd、よシもトランジ
スタ互のエミッタ拡散深さd2をよル深くすれば良い訳
であり、エミッタ拡散における不純物濃度を両者間で変
化させてやれば簡単に実現出来る。
しかしながら、本プロセスの%?lId、) ’y ン
ジスタLのf−)と2個のトランジスタ互、iのエミッ
タの三者を同時に拡散し、トランジスタ1のチャンネル
コントロールでトランジスタ互、互のニオツタ拡散コン
トロールが代用出来ることであシ、三者を別々に拡散し
ていたのでは工程も増えて煩雑になり、各々のコントロ
ールの再現性も悪くなる。
この発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、その目
的は、安定度(動作回復時間)%性が向上し、インピー
ダンス変挾装置に好適な半導体装置の製造方法を提供す
るととにある。
すなわち、この発明は、2個のバイポーラトランジスタ
のニオツメ拡散を行う前圧あらかじめ拡散孔に段差を設
けることによシ、一方のトランジスタの拡散深さを他方
のトランジスタの拡散深さよ)大きくするもので、これ
により前述のe−)漏れ電流+”am。のレベルを上げ
るものである。
以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
tず、第7図(a) K示すようにP形のシリコン基板
11上KN形のエピタキシャル層を成長させ、このエピ
タキシャル層を第3図に示し九トフンゾスタLのチャン
ネル部、同じくPNP )ランシス!5,60ベースと
なる3つの島領穢J J e J J e J 4 K
分断する。しかる後、基板J1表面に酸化pass、輩
化J[(Si、N4膜)J−を順次形成し、PEP法に
よシ、トランジスタCのニオツメ拡散孔37を設ける0
次に第7図(b) K示すように水蒸気雰囲気等で酸化
をしてやると、トランジスタ東の工きツタ拡散孔Jr内
には酸化膜38が成長するが、それ以外の領域には窒化
膜36で覆われているため酸化膜はほとんど成長しない
。ところで、工建ツタ拡散孔37に成長する酸化1[J
Jは第8図の拡大図に示すように初期の基板31表面に
対して(酸化実施前を基準にすると)シリコン基板11
@(下方向)へ約40%、反対9A(上方向)へは約6
0チの割合になることは既に良く知られている。すなわ
ち、工ばツメ拡散孔31は酸化することにより、酸化ト
ータル膜厚の約40囁くわれるととKなる。次に、第7
図(e)K示すようにエミッタ拡散孔37上の酸化膜3
8を除去し、窒化膜36を全面剥離した後、酸化膜35
にトランジスタΣのエミッタ拡散孔J9、トランジスタ
Iのr−)拡散孔40をPICP法によシ形成するト、
トランジスタ見のニオツタ拡散孔3tよシもαだけ深く
なったトランジスタ!Lのエンツタ拡散孔4ノが出来る
ことになる。このαは前述のエミッタ拡散孔37に形成
する酸化膜1#の厚さをβとすゐと、はぼβ×0.4で
決まる。従って、βをコントロールすることによ〕、希
望通ルの値を得ることが可能となる。しかる後、従来と
同様にコンタクトホールを形成し配線4Jを施すと、第
7図(a) rc示すようにトランジスタLのエミッタ
拡散深さd、よシトランジス!東の工tyメ拡散深さ4
7がαだけ深くなりた構造の半導体装置が完成する。
ところで、トランジスタのエイツメKm拡散深さを簡単
に知る方法としては、エミッタ・コレクタ間の逆耐圧v
Ic0を測定すれば良い。又、トランシスpgのvIc
Oをvl1−A、トランジスタ互のv、coをvl−1
とすれば、種々実験の結果 1膠/v10.と+!。1
゜には第9図の如く相関関係がある仁とが411I明し
、 I’m/v、、は0.2〜0.5 カm 正な値と
なゐ、従来の方法を用いると−、7トム/v10.は)
!ff1.0となル、” ”GgOの値はl nA付近
のため安定度が悪化するが、本発明ではトランジス7g
のエミッタ拡散孔のくわれ量αを犬きくすれば、vl−
1は小さくなるため l″”/vl−Aは1.0以下と
なり、十N、、。のレベルが上がることが分かる。
すなわち、トランジスタ五のエミッタ拡散孔のくわれ量
α(酸化膜厚β)を任意にコントロールすることにより
、Rh□が同時にコントロールされることになるから、
あらかじめαを適当な値に決めておけば、J−FETの
単体を作るのと殆ど同じ方法で、安定度特性の艮好な高
インピーダンス変換装置が得られる。又、αは酸化によ
り作られるのであるから、クエハ内、ロッ、ト間共に・
9ランキの少なり均一な値が得られ、再現性に優れると
いう特做を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図はそれぞれJ−FITを用いたインピ
ーダンス変換回路、第4図は第3図の回路におけるデー
ト漏れ電流(±’Qm。)と安定度(動作回復時間)と
の関係を示す特性図、第5図(、)〜(d)は第3図の
回路の従来の製造工程を示す断面図、第6図は第5図(
d)の構造における±IQ、。の分布図、第7図(、)
〜(d)はこの発明の一実施例に係る半導体装置の製造
工程を示す断面図、第8図は諮7図(b)のAで示す部
分の拡大図、第9図は l′l/V、、、と+!。、。 との相関図である。 l・・・J−FIT (接合形電界効果トランジスタ)
、5.6・・・PNP )ランジスタ、31−・・P形
シリコン基板、J2〜J4−・島領域、35・・・酸化
膜、36・・・窒化膜、lF・・・ニオツタ拡散孔、3
8・−酸化膜、S9・・・エミッタ拡散孔、40・・・
ダート拡散孔、4ノ・・・エンツタ拡散孔。 第1図    第2図 第3図 第4WI 第5図  h“”GSO(n” 第5図 第7v!J 第7図 噸 □□□□1 第8図 第9v!J (nA) 特許庁長官  若 杉 和 夫  殿 1.事件の表示 特願昭56−158493号 2、発明の名称 半導体装1の製造方法 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 (307)東京芝涌亀気株式会社 4、代理人 6、補正の対象 7補正の内容 (1)特許請求の範囲V別紙の通り訂正する。 (2)  明細書1jIJ2頁!13行目、同頁第15
行目。 −JJif第17第17第目負第5行目、同負第6行目
乃至wI7行目、同J第7行目乃至第8行−I負第20
行目、第6頁第2行目、同角第13行目乃至第14行目
、第7真第5行目。 第8頁第11行目乃至第12行目、−j負第13行目乃
至@14行目、” i!F49 Q第14行目。 及び第10頁第15行目乃至第16行目にそれぞれ「ト
ランジスタ」とある・をrFETJと訂正する。 (3)明細書第4頁第2行目に[トランジスタ見、互の
」とあるを削除する。 (4)明細書第4頁第2行目に「ペース」とあるを、「
FETのチャンネ1ル及び2個のPNP   ”トラン
ジスタのペース」と1正する。 (5)明細I!1111第4行目乃至塾5行目に「従来
と同様に・・・施すと、」とあるな「従来 :と同様に
、FETのダートと2@のトランジスタのエミッタを同
時拡散[7,さらにソース、ドレインのオーミックコン
タクト領域を形成する。これらをA1配!142で接続
すると、」と訂正する。 (6)  明細書第4頁第15行目に「o、2〜0.5
」とあるを、ro、s程度」と訂正する。 (7)  図面第5図(d)、第6因、第7図(d)及
び第9図を別紙の通り訂正する。 2、特許請求の範囲 接合型電界効果トランジスタのソース・ゲート間に、ペ
ース・コレクタ間が短絡された第一ノ14イポーラトラ
ンゾスタ及びペース・エミッタ間が短絡された第二のバ
イポーラトランジスタを接続してなる半導体装置の製造
方法において、第一導電型半導体基板の一生表面に第二
導電型のペース及びチャンネル 域を形成する工程と、
vJ記ペース領域の形成された半導体基板上に酸化膜及
び耐酸化性膜を順次j#:積し、該酸化膜及び耐酸化性
膜の前記第二邑バイポーラトランジスタのエミッタ形成
予定領域に対応す◆位置に第一の開孔を形成する工程と
、前記第一の開孔部を酸化する工程とs M’l記第−
の開孔部の酸化膜及び前記耐酸化性膜を除去した佐、前
記酸化膜の自IJ記接合型電界効果トランジスタのf−
)形成予定領域及び前記Is−のバイポーラトランジス
タのエミッタ形成予定領域それぞれに対応゛する位置に
第二、第三の開孔な形成する工程と、前記第一、第二、
I8三の開孔を通してyFJ紀ペース友広犬ニス迷ム領
域内に第−導を梨の不純物拡散を行う工程とを具備した
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦第5図 第7■ ll9図 (n^)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 接合型電界効果トランジスタのソース・r −ト間に1
    ペース・コレクタ間が短絡された第一のパイ4−ラトラ
    ンジスタ及びベース・エミッタ間が短絡された第二のバ
    イポーラトランジスタを接続してなる半導体装置の製造
    方法において、第−導電型半導体基板の一生表面に第二
    導電型のベース領域を形成する工程と、前6にベース領
    域の形成された半導体基板上に酸化膜及び耐酸化性膜を
    順次堆積し、該酸化膜及び耐酸化性膜の前記第二のバイ
    ポーラトランジスタのニオツタ形成予定領域に対応する
    信認に第一の開孔を形成する工程と、前記第一の開孔部
    を酸化する工程と、前記第一〇島孔部の酸化膜及び前記
    耐酸化性膜を除去した後、14i1記酸化膜の萌紀接合
    型電界効果トランジスタのダート形成予定領域及び前記
    第一のバイポーラトランジスタのエミッタ形成予定領域
    それぞれに対応する位置に第二、第三の開孔を形成する
    工程と、前記第−1第二、第三の開孔を通して前す己ペ
    ース領域内に第−導電型の不純物拡散を行う工程とを具
    備したことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60115252A (ja) * 1983-11-28 1985-06-21 Nec Corp 半導体装置
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