JPS5871655A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS5871655A
JPS5871655A JP16990181A JP16990181A JPS5871655A JP S5871655 A JPS5871655 A JP S5871655A JP 16990181 A JP16990181 A JP 16990181A JP 16990181 A JP16990181 A JP 16990181A JP S5871655 A JPS5871655 A JP S5871655A
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JP
Japan
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region
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diffusion
electrode
collector
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Pending
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JP16990181A
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English (en)
Inventor
Shigeru Komatsu
茂 小松
Katsuji Fujita
藤田 勝治
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/10Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode not carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
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    • HELECTRICITY
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    • H01L29/42304Base electrodes for bipolar transistors
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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】 本発明は半導体装置に関し、特に多結晶シリコン層を拡
散源として工<ツタ拡散を行なう場合の拡散モニター用
トランジスタとして有用な相違を有するバイポーラ半導
体装置に係る。
パイ?−ラ半導体装置の製造においては、ペース領域を
形成するための拡散工程を終了した後、エミッタ領域の
拡散工程を実施するに先立って、適正なβ値(電流増幅
率)を有するパイポ〜ラトランノスタを形成するための
エミ、り拡散条件を設定するために、ペース拡散を終了
した各ロット毎に先行拡散試験が行なわれる。
この場合、各ロット毎の精密な拡散条件の決定は、先行
拡散によシエミッタ領域を形成したバイポーラトランジ
スタのβ値および各接合耐圧をチェ、りし、そのときの
先行拡散における条件をモニターすることによって行な
う、そして、このような目的で形成されるモニタートラ
ンジスタとしては、一般に、実際の回路素子として形成
されるバイポーラトランジスタよシも極端に大きなトラ
ンジスタが用いられる。これは、エミッタ拡散のマスク
に使用した絶縁膜を剥離することによシエミッタ、ペー
スおよびコレクタ領域に直接グローブし、電極を形成す
ることなく迅速に特性チェックを行なえるようにするた
めであシ、もし、モニタートランジスタが実際のトラン
ジスタと同じ大きさであれば、上記のように各領域に直
接グローブすることは不可能だからである。ところが、
このように大きなモニタートラン、ジスタの特性は実際
の回路素子として形成されるバイポーラトランジスタの
特性に必しも一致しなかった)、マた各拡散領域に直接
グローブすることから浅い接合を有するバイポーラトラ
ンジスタの場合にはプローブの除の針圧の加え方によっ
て測定値が異なることがある九め、精密な拡散モニター
ができないという問題があった。
そこで、本願の発明者らは不純物添加多結晶シリコン層
を拡散源として接合の浅いバイポーラ半導体装置を製造
する際の先行拡散試験用として、第1図(A)、(B)
に示す構造のモニタートランジスタを先に提案した。こ
れらの図において、1はp型シリコン基板である。該p
型シリコン基板1にはn型コレクタ領域2が形成されて
いる。該n型コレクタ領域2にはp型ベース領域3が形
成され、このp型ベース領域3にはn型工(ツタ領域4
が形成されている。
前記n型コレクタ領域2と基板1の界面付近にはコレク
タ抵抗を低減するためのn型埋込層5が形成され、ま九
n型コレクタ領域20表層にはn+型コレクタ電極取出
領域6が形成されている。上記p型シリコン基板10表
面はシリコン酸化M7で被傍されている。そして、該シ
リコン酸化膜z上にはコンタクトホールを介してn型工
(ツタ領域4およびn+型コレク夛電極取出領域6の夫
々とオーミックコンタクトしたグローブ用のエミッタ電
極8およびコレクタ電極9が形成されている。このグロ
ーブ用の電極8゜9は燐、砒素等のn型不純物を添加し
た多結晶シリコン層からなシ、!ローブ可能な大きさに
形成されている。
上記第1図(A)、(B)のモニタートランジスタにお
けるグローブ用電極8.9は、その形状にノ4ターンニ
ングして先行拡散の拡散源に用いた不純物添加多結晶シ
リコン層がそのまま用いられているから、先行拡散後に
電極8.9を形成する大めの特別の工程は必要としない
こうしてグローブ用のエミ、り電極8およびコレクタ抵
抗9を形成した仁とによシ、エミッタ領域4およびコレ
クタ領域6に直接グローブする必要がなくなるから、エ
ミッタ領域4を実際のトランジスタと同一の大きさに形
成して拡散モニターの精度を高めることができる。しか
し、上記第1図(A)、(B)のモニタートランジスタ
においても、ペース領域3に対してはシリコン酸化膜7
を剥離して直接グローブしなければならない。従って、
この場合にもペース領域3は実際のトランジスタのペー
ス領域よりも極端に大きくしなければならず、モニター
トランジスタにおける既述の問題を完全に解決し得るも
のではない、を九、ペース領域3はエミッタ領域4およ
びコレクタ領域2とは逆の導電型を有しているため、前
記グローブ用電極8,9と同時にこのp型ベース領域3
にも該領域にオーミックコンタクトしたn型多結晶シリ
コン層からなるグローブ用電極を形成するのは不可能で
ある。もし、n型工1.夕領域4、p型ベース領域3お
よびコレクタ領域2の夫々についてグローブ用の電極を
形成しようとす°れば、通常のバイポーラトランジスタ
の製造と同様に、コンタクトホールの開口、電極材料の
堆積および・母ターンニングという工程を行なわなけれ
ばならず、これでは簡易かつ迅速な拡散モニターを可能
とするモニタートランジスタの存在意味自体が全くなく
なってしまう。
本発8A祉上述の事情に鑑みてなされたもので、実際の
回路素子として形成されるバイポーラトランジスタと同
一、の寸法を有すると共にエミッタ、(−ス、コレクタ
の各拡散領域に夫々ノロープ可能な多結晶シリコン電極
を形成して高精度の拡散モニターを行なうことができる
エミッタ拡散用時のモニタートランジスタとして有用な
用途を有する半導体装置を提供するものである。
以下、#I2図(A)、(B)および第3図を参照して
本発明の一実施例を説明する。
第2図(A)は本発明の一実施例になる拡散モニター用
バイポーラトランジスタのノナターン平面図であり、第
2図(B)は同図(A)のB−B線に沿う断面図である
。これらの図において、11はp型シリコン基板である
。該p型シリコン基板1ノにはn型コレクタ領域12が
形成されている。該n型コレクタ領斌12と基板11の
界面にはコレクタ抵抗を低減するためのn+型埋込層1
3が形成されている。また、n型コレクタ領域12には
p屋べ、−ス領域14が形成されている。該p型ベース
領域14にはn+型エミッタ領域15およびn+型不純
物領域16が形成されている。このp型ベース領域14
に形成された二つのn型領域のうちn型エミッタ領域1
5にはp型ベース領域14とのpn接合が職バイアスと
なる電位が印加され、他方、n+型ペース電極取出領域
16にはベース電圧、即ち、n型エミ、り領域15とは
異なる電位が印加される。また、前記n型コレクタ領域
120表層にはn型コレクタ電極堆出領域17が形成さ
れている。なお、前記エミッタ領域15、ベース領域1
4およびコレクタ領域12は総て実際に回路素子として
形成されるnpn )ランジスタと同じ大きさで形成さ
れている。そして、上記p型シリコン基板11表面はシ
リコン酸化膜等の絶縁t4111で被覆されている。該
絶縁膜18上にはグローブ用のエミッタ電極19、ベー
ス電極20およびコレクタ電極21が形成されている。
これらの電極19.20.21は実際に!ロープ可能な
大きさにノリーンニングされてお)、夫、〜絶縁膜18
に開孔されたフンタクトホールを介してn型エミ、り領
域15、n+型不純物領域16まだ性鱈型コレクタ電極
取出領域17とオーミックコンタクトしている。なお、
上記グローブ用の電極19.20,21は、n+型エミ
ッタ領域15、計型不純物領域16およびn+型コレク
タ電極取出領域17を形成Jるための拡散源として用い
た燐、砒素等のn型不純物が添加された多結晶シリコン
層を・9ターンニングして形成されている。
上記構成からなる拡散モニター用・ぐイボーラトランジ
スタはn+型ペース電極取出領域16が形成されている
点で実際の回路素子として形成されるバイポーラトラン
ジスタと構造的に相違しているが、以下に述べるように
、一定の条件下においては実際の回路素子として形成さ
れる通常のトランジスタと同様に動作する。即ち、n+
型不純物領域16はp型ベース領域14とのpn接合に
よシダイオードを構成するから、上記第2図のモニター
トランジスタは第3図の等価回路に示すように、n型コ
レクタ領域12、p型ベース領域14およびn+型エミ
ッタ領域15で構成される通常のパイポー2トランジス
タ22のペース餉に前記ダイオード23を逆方向に介在
させてグローブ用のベース電極20を設りたものに勢し
い。そして、このダイオード23をブレークダウンさせ
れは通常のノ9イボー2トランジスタ22にベース1に
&1.が流れ、11 に対応してコレクタを流l、が流
れる。つまり、鵬 プローグ用のベースt&20に印加するベース電圧がダ
イオード23のブレークダウン耐圧よりも高い条件にお
ける上記実施例のモニタートランジスタの動作は、通常
の・々イボーラド2ンソスタ22の動作に外ならない。
従って、上記モニタートランジスタによって通常のi4
 イf −ラトランノスタ22の電流増幅率βを測定し
、先行拡散における拡散条件をモニターすることができ
る・ しかも、上記実施例のモニタートランジスタに含まれて
いる通常のノ守イボーラド2/ノスタ22は、実際に回
路素子として形成されるノ々イボーラトランノスタと同
一の大きさであ)、かつその特性チェックに際してはノ
ロー!可能な大きさに形成したプローブ用電極19,2
0゜21を用いることができ、各拡散領域に直接プロー
ブする必要がないから従来のモニタートランジスタよシ
も遥かに精度の高い拡散モニターが可能となる。
また、上記実施例のモニタートランジスタは、コン/ 
 タクトホールを開孔した絶縁膜18をマスクとし、そ
の上に堆積、パターン平面図された多結晶シリコン層を
拡散源としてn+型エミッタ領域15n+型不純物領域
16およびn型コレクタ電極取出領域17を形成する先
行拡散工程によりitちに製造される。従って、従来の
モニタートランジスタの製造に比較して何等複維な工程
を要することはなく、かえってプローブするために絶縁
膜18を剥離する必要がないことからシリコンウェハー
を汚染する必要がないという利点が得られる。
ところで、上記実施例のモニタートランジスタでは、n
型不純物領域16を設けたことにより、設n型不純物領
域16をコレクタとする寄生トランジスタの発生が懸念
されるが、浅い接合で形成されるバイポーラトランジス
タでは各不純物領域は充分に濃度が高いから寄生トラン
ジスタの発生についてははとんど心配なく、実際に行な
った特性チェ、りにおいても正しいβ値を欄定すること
ができた。
なお、本発明はnpnタイプのモニタートランジスタの
みならずpnpタイプのモニタートランジスタにも同様
に適用することができる。
また、本発明の半導体装置は拡散モニター用トランジス
タのみならず、第3図の等価回路を有する総ての半導体
装置に適用することができる。この場合、ダイオード2
3をトランジスタ22の占有面積の中に造シ込むことが
できるから、これらの素子を別々に形成する場合に比較
すれは略2倍の集積度が得られ、飛躍的な集積度の向上
を達成することができる。
以上詳述したように、本発明の半導体装置は迅速かつ高
精度の拡散モニターが可能なエミッタ拡散時のモニター
用パイI−2トランジスタとして有用な用途を有する一
方、集積度の飛躍的な向上をも可能とする等、顕著な効
果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)はグローブ用のエミッタ領域およびコレク
タ領域にのみグローブ用の電極を形成した従来の拡散モ
ニター用バイポーラトランジスタのパターン平面図、第
1図(B)は同図(A)OB−B線に沿う断面図、第2
図(A)は本発明の一実施例になる拡散モニター用バイ
ポーラトランジスタのノ母ターン平面図、第2図(B)
は同図(A)のB−BIIilに沿う断面図、第3図は
第2図(A)、(B)のモニタートランジスタの尋価回
路図である。 11・・・p型シリコン基板、12・・・n型コレクタ
領域、13・・・n型埋込層、14・・・p型ベース領
域、15・・・硅型エミ、り領域、16・・・n型不純
物領域、17・・・n+型コレクタ電極取出領域、18
・・・絶縁膜、19・・・グローブ用エミッタ電極、2
0・・−プローブ用ペース電極、21・・・グローブ用
コレクタ電極、22・・・通常のバイポーラトランジス
タ、23・・・ダイオード。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦第1図 2・′ (B) 第2図 第3図 257

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  第1導電型半導体層の一部に設けられた#!
    2導電製不純物領域と、該第2導電型不純物領域に設け
    られた少なくとも二つ以上の第1導電型不純物領域と、
    前記半導体層の全面を被覆する絶縁膜と、該絶縁膜上に
    形成され、コンククトホールを介して前記第1導電型不
    純物領域の一つにオーミックコンタクトした入力電極並
    びに他の前記第1導電型不純物領域にオーミックコンタ
    クトした電極と、前記絶縁膜上にコンククトホールを介
    して前記第1導電型半導体層にオーミック接続した出力
    電極とを具備したことを特徴とする半導体装置。
  2. (2)  入力電極、電極および出力電極が第1導電型
    不純物領域の拡散源として用いた第1導電型多結晶シリ
    コン層で形成され、しかもグローブ可能な大きさに74
    ターンニングされていることを特徴とする特許請求の範
    囲第(1)項記載の半導体装置。
JP16990181A 1981-10-23 1981-10-23 半導体装置 Pending JPS5871655A (ja)

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JP16990181A JPS5871655A (ja) 1981-10-23 1981-10-23 半導体装置
EP82108706A EP0077921A3 (en) 1981-10-23 1982-09-21 Semiconductor device

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JP16990181A JPS5871655A (ja) 1981-10-23 1981-10-23 半導体装置

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Publication Number Publication Date
JPS5871655A true JPS5871655A (ja) 1983-04-28

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ID=15895066

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JP16990181A Pending JPS5871655A (ja) 1981-10-23 1981-10-23 半導体装置

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JP (1) JPS5871655A (ja)

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EP0077921A2 (en) 1983-05-04
EP0077921A3 (en) 1986-04-09

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