JPS59145570A - 横型バイポ−ラトランジスタおよびその製造方法 - Google Patents

横型バイポ−ラトランジスタおよびその製造方法

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Publication number
JPS59145570A
JPS59145570A JP58020052A JP2005283A JPS59145570A JP S59145570 A JPS59145570 A JP S59145570A JP 58020052 A JP58020052 A JP 58020052A JP 2005283 A JP2005283 A JP 2005283A JP S59145570 A JPS59145570 A JP S59145570A
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JP
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Pending
Application number
JP58020052A
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English (en)
Inventor
Ichiro Matsuo
一郎 松尾
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • 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
    • H01L29/66Types 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)

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】 産業上の利用分野 本発明は横型バイポーラトランジスタおよびその製造方
法に関し、とくに、胃集積化ならびに低雑音性能を実現
するのに好適な構造ならびに製造方法、、に関するもの
である。
従来例の構成とその問題点 バイポーラ半導体集積回路において、NPNトランジス
タとPNP トランジスタとを並置して設ける場合、P
NPトランジスタは、通常、N形エピタキシャル層をベ
ース領域として用い、このエピタキシャル層内にエミッ
タおよびコレクタの両P形領域を並べて形成した、いわ
ゆる横型構造にすることが多い。第1図は従来列の横型
PIVPトランジスタの代表的構成列の断面図である。
このトランジスタは、P−形ノリコン基板1上にIC−
形埋込ノー2、N−形エピタキシャル成長層3およびP
 形分離1i1’l域4を設けて、これらによって画定
される前記N〜形エビタキンヤル成長層3内に形成され
、エミッタ領域5およびコレクタ頭載6ば、このPNP
、トランジスタに並置される縦型NPNトランジスタ(
不図示)のベース領域を形成する際の浅いP+形不純物
拡散により同時に形成されることか多い。また、コレク
タ領域6はエミッタ領域5を取り巻いてベース幅wbを
隔てて環状に形成される。さらに、ベース領域となるN
−形エピタキシャル成長層30表面には、前述のNPN
トランジスタのエミッタ領域と同時に形成される浅いN
+形不純物拡散により、ベース・コンタクト領域7が設
けられる。なお、トランジスタの表面は二酸化シリコン
膜8によって保護され、金属電極層9によって、エミッ
タ(E)、ベース(B)。
コレクタ(C)の各電極が形成される。
第2図はfqrJ述の従来例トランジスタの主要部分を
拡大した断面図および等価抵抗配置図である。
この従来例の横型トランジスタの内部ベース抵抗(いわ
ゆる、rbbl)はエピタキシャル成長層3の抵抗10
とN+形埋込層2の抵抗11との和で与えられ、条件に
もよるが、通常、100Ω程度の値である。この内部ベ
ース抵抗rbb’はトランジスタの白色雑音の原因とな
るので、可能な限り小さくしなけれはならないが、第1
図の構造による限りは、たとえば拡散層の低抵抗化の限
界などの問題のため、その低減化にも限度がある。また
、ベース・コンタクト領域7をコレクタ領域6の外側に
形成しているため、各拡散領域間の必要間隔を考慮する
と、素子面積の縮小がなかなか困難であるという欠点も
ある。
発明の目的 本発明は前述の問題点を解消するものであり、素子面積
を小さくシ、かつ、内部ベース抵抗rbb“を大幅に低
減できる横型バイポーラトランジスタの構造ならひに同
トランジスタの製造方法を提供するものである。
発明の構成 本発明は、要約して、第1に、ベース領域と、このベー
ス領域上に設けられたベース・コンタクト領域と、11
)記ベース領域の表面部を選択的に穿って形成した凹所
と、この凹所底部にエミッタ領域もしく (r−1コレ
クタ領域とを有する横型バイポーラトランジスタであり
、第2に、半導体基板の所定導電形層上部に同導電形高
濃度領域を選択的に形成する工程、前記基板上面をおお
って耐酸化性薄膜を所定形状のマスクとして前記高a=
領域を頂部に残し−,IjrJ記基板の所定導電形層上
部を選択的に食刻して凹所を形成する工程、前記凹所に
反対4屯形不純物領域を形成する工程をそなえたもので
あり、これにより、小面積、かつ、高性能の横型トラン
ジスタを自己整合的に容易に実現できる。
”実施クリの説明 第3図は本発明実施例の横型バイポーラトランジスタの
断げn構造を示したものである。すなわち、この実施例
のトランジスタは、P−形シリコン基板1上にN 形埋
込層2とN−形エピタキシャル成長層3およびP+形分
離領域4が形成されている点において従来例と同じであ
るが、N−形エピタキシャル成長層3の上面部分にN+
形のベース・コンタクト領域12を設けると共に、この
N+形のベース・コンタクト領域12を頂部に残し、そ
の周辺を芽って凹所を設け、その凹所底部に、それぞれ
P4−形のエミッタ領域13およびP+形のコレクタ1
jn域14を形成したところが従来例と異なっている。
なお、前記ベース・コンタクト領域12ならびにコレク
タ領域14は環状に形成するのが好ましい。寸た、P+
形エミッタ領域13ならびにP+形コレクタ領域14は
同一拡散工程により、ベース・コンタクト領域12に対
して自己整合的に形成される。したがって、ベース・コ
ンタクト領域12と、エミッタ領域13およびコレクタ
領域14との平面図上での距離は零になる。
各領域は二酸化シリコン膜15および同16により′直
気的に絶縁され、金属電極17によりエミッタ(E)、
ベース(B)、コレクタ(C)の各成極が形成される。
この構造によれは、ベース・コンタク) 1jri域1
2とベース幅wbの活性ベース領域18との距IW[I
lが非常に短かくでさ、経験的にに1、内部ベース抵抗
rbb1が従来例構1告にくらへて1111以−「に低
減できた。また、ベース・コンタクト領域12をコレク
タ領域の内側に形成することにより、素子面積を縮小で
きた。
第4図〜第11図は、本発明の横型PNP )ランジス
タの製造方法の実施例工程順断面図であり、並置される
たて型NPN)ランジスタの製作と併せて示す。
まず、第4図に示すように、P−シリコン基板21上に
N 形埋込層22、N−形エピタキシャル成長)@23
、P4−形分離領域24、N+形サブコレクタ領域26
および二酸化シリコン膜26を形成したのち、二酸化シ
リコン膜26の一部を選択的に除去して、トランジスタ
を形成する部分のエピタキシャル成長層23を露出する
。以下、工程順断面図は要部のみを示す。
次に、第5図のように、二酸化シリコン膜26をマスク
として、エピタキシャル層23中にN形不純物、たとえ
は隣を拡散導入して、N+形領領域27形成する。この
N+形函域27は、N’ P Nトランジスタに関して
はエミッタ領域となるものであり、深さをエピタキシャ
ル成長層23の厚みの%〜届程度とするのが適当である
。ついで、基板上全面に耐酸化性薄膜としての窒化シリ
コン膜28を、周知の気相成長法によって形成する。
史に、第6図のように、窒化シリコン膜28を所定のマ
スクパターン妬形成した′のち、同マスクパターンにし
たがって、N+形領領域2γよびエピタキシャル成長層
23の一部をエツチング除去して凹所を形成する。この
エツチングの際に、パターン幅の変化を防ぐため、反応
性イオンエツチング等の異方性エツチングを行なうこと
が望ましい。勿論、エツチング処理を弗硝酸系の溶液で
行なってもよい。エツチング深さは、N+形領領域27
拡散深さの1.1倍〜2倍程度か適当である。
ついで、第7図のように、二酸化ンリコン膜26および
窒化シリコン膜28をマスクとして、エピタキシャル成
長層23中にボロンイオンを注入、熱処理呟戸形鎮域2
9を形成する。この戸形鎮域29は、NP、Nトランジ
スタに関しては、外部ベース頭載となり、PNP トラ
ンジスタに関しては、エミッタ領域およびコレクタ領域
となり、そのシート抵抗は100Ω/口程度に選はれる
しかるのち、第8図のように、PNP )ランシスタ部
分をフォトレジスト膜30で覆い、それをマスクとして
、ボロンイオンの加速エネルギーは、窒化シリコン膜2
8およびN+形領領域27ボロ臭 ンイオンが啼き抜けるのに充分な程度に高くなけれはな
らない。また、P+形領領域29内もボロンイオンが注
入されるが、同一の不純物であるため、特に問題はない
そして、次に第9図のように、フォー・レジスト膜30
を除去した後、熱酸化により二酸化シリコン膜32を形
成する。このとき、N+形領領域27上面は窒化シリコ
ン膜28により覆われているため酸化されず、凹所底面
および側−1のみが酸化される。
ついで、第10図のように、二酸化シリコン膜26およ
び同32の一部をフォトエツチングによ−り除去し、N
PNトランジスタの外部ベース領域、コレクタ領域、並
びに、PNPNトランジスタミッタ領域、コレクタ領域
上に電極コンタクト用窓を開1」する。
最後に、第11図のように、窒化シリコン膜28の一部
をフォトエツチンク法によって除去し、N+形領領域2
7のコンタクト窓とした後、アルミニウム等の金属によ
り、電極層33を形成する。
なお、素子分離には、本実施例では接合分離領域24を
用いたが、これを酸化J摸分離等の絶縁分離技術を用い
てもよい。丑だ、第7図および第8図のボロンイオン注
入工程では、第8図に示ずNPN)ランジスタの活性ベ
ース層31の形成を先に行なってもよい。
発明の効果 本発明によれは、第1K、横型PNP)ランジスタ構造
におけるベース・コノタクト領域と活性ベース領域との
距離が非常に近くできることにより、内部ベース抵抗r
bb・を、従来の昂り、下に小さくでき、トランジスタ
の白色′ld−音特性を大幅に改善することができる。
第2に、本発明によれば、エミッタ領域およびコレクタ
領域とベース・コンタクI・Ii!’4域との位置合わ
げが自己整合的に行なわれるため、マスク−」二の重ね
合わせや余裕について考慮する必要がなく、マスク設言
1が容易になる。また、ベース幅が一枚のマスクで決定
できるので、ベース幅の8jlJ n14]も容易であ
る。
さらに、第3に、本発明によれは、ベーン・コンタクト
領域がコレクタ領域の内側に形成できるため、素子面積
の縮小が容易であるなどのすぐれた効果を奏し、本発明
は、高性能、高集積化に有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の横型PN’P)ランジスタ構造の断面図
、第2図はその要部拡大断面図と等価抵抗配置図、第3
図は本発明の一実施例の横型PNPトランジスタの断面
図、第4図〜第11図は本発明実施例製造方法の工程順
断面図である。 1.21・・・・・・Pjft’/’)コン基板、2,
22・・・・N+形埋込層、3.23・・・・・・N−
形エピタキシャル成長層、4,24・・・・・・P+形
分離領域、5゜13・・・・・・P+形エミッタ領域、
6.14・・・・・P″−形:7レクタ頭域、7 + 
1 ’2・・・・・・N+ベース・コンタクト領域、8
 、15 、16 、26 、32・・・・二酸化シリ
コン膜、9,17.33・・・・金属電極層、10・・
・・・・エピタキシャル成長層の等価抵抗、11・・・
・・・N 形埋込層の等価抵抗、18・・・・・活性ベ
ース領域、25・・・・・・N+形サすコレクタ頭頭載
27・・・・・N+形領領域28・・・・・窒化シリコ
ン膜、29・・・・・P+形領領域30・・・・・・フ
ォトレジスト膜、31・・・・・・NPN トランジス
タの活性ベース領域。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第 
1 図 第2図 −73図 第6図 第10図 第11図 325

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ベース領域と、このベース領域上如設けられたベ
    ース・コンタクト領域と、1)q記ベース領域の表面部
    を選択的に穿って形成した凹所と、この凹所底部にエミ
    ッタ領域もしくはコレクタ領域とを有スる横型バイポー
    ラトランジスタ。
  2. (2)半導体基板の所定導電形層上部に同導電形高濃度
    領域を選択的に形成する工程、前記基板上面をおおって
    耐酸化性薄膜を形成する工程、前記耐酸化性薄膜を所定
    形状のマスクとして前記高濃度領域を頂部に残し、’!
    !’J記基板の所定導電形層上部を選択的に食刻して凹
    所を形成する工程、前記凹所に反対導電形不純物領域を
    形成する工程をそなえた横型バイポーラトランジスタの
    製造方法。
JP58020052A 1983-02-09 1983-02-09 横型バイポ−ラトランジスタおよびその製造方法 Pending JPS59145570A (ja)

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JP58020052A Pending JPS59145570A (ja) 1983-02-09 1983-02-09 横型バイポ−ラトランジスタおよびその製造方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6351675A (ja) * 1986-08-20 1988-03-04 Nec Corp 半導体装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6351675A (ja) * 1986-08-20 1988-03-04 Nec Corp 半導体装置

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