JPS5929457A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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、特に集積回路用トランジスタの製
造方法に関し、さらに詳述すれば二重拡散にてトランジ
スタを形成する際にそのベースとなる第１拡散層の断面
形状を曲線的に変化させて形成することによシ、電流零
ｆｃ　ｋ向上させたトランジスタの製造方法に関するも
のである。

一般に隼わ１（回路の高密度化によりトランジスタの素
子面積が縮小化され、それに伴ってトランジスタの電流
容量が低下しつつある。以下、トランジスタとしてＮＰ
Ｎ　７：、Ｑ　）　２ンジスクの場合を例にとって説明
する。

従来、この種のトランジスタを製造する場合は、第１図
（Ｒ）に示すように、Ｎｕシリコン基板（１）上のＮ型
低濃Ｖ屑内にＰ型のベース拡散層（７）を第１拡散／？
’Ｊとして形成し、このベース拡散）ｆｌ　（７）内の
所定領域にＮ型のエミッタ拡散層（８）を第２拡１１り
層として形成した後、これら各拡散済（＋３）　、　（
７）および（８ａ）上にそれぞれエミッタ電極（１０）
　、ベース電極（１１）およびコレクタＩＩ極（１２）
ｆ６：被着形成する方法がとられている。なお、図中、
　（８ａ）は電極取出し用のＮ型高濃度拡散層、（９）
は保護膜としてのシリコン酸化膜である。

ところで、このようにして形成されたトランジスタは第
１図（ｂ）に示す特性を有しており、ここで第２図ｔよ
大電流領域におけるエミッタ拡散層（８）の直下のコレ
クタ電流分布を示したものである。第１図（ｂ）におい
て、大電流領域になると、ベース電流も増えるため、ベ
ース電流がベース電極（１１）よりエミッタ拡散層（８
）へ到達する間にベース拡散層（７）内部の抵抗によυ
生ずる電圧降下が無視できなくなる。そして、トランジ
スタの動作を大電流にするに従って上記電圧降下は犬き
くなり、ベース拡散層（７）とエミッタ拡散層（８）の
接合部分の電位差はエミッタ拡散層（８）の各部分で異
なるものとなる。

したがって、第１図（ロ））に示すトランジスタ構造か
ら明らかなように、ベース電極（１１）に遠いエミッタ
拡散層（８）＃１どベース拡散Ｆｌ（７）との電位差が
小さくなるため、第１図（ｂ）に示されるように、エミ
ッタ拡散層（８）の周囲部に電流が集中するようになる
。

この現像が極端になると、エミッタ拡散層（８）の中央
部はほとんど電流駆動しなくなり、電流容量の不足や電
流集中による局所的な異常高温による接合破壊をもたら
すようになる。その結果、十分な電流容量が（Ｕられな
いという欠点があった。

本発明は、上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、エミッタ拡散層直下のベース拡散
層の断面形状を曲線的（て変化させることにより、小面
積でかつ電流容量を大きくして破壊耐ｍｋ向上させるこ
とのできるトランジスタの製造方法を提供することを目
的としている。

以下、本発明の実施例を図に基いてＨ＋ａ明する。

第２図（ａ）乃至（ｆ）は本発明による一実施例を説明
するだめのトランジスタの製造工程を示す側面断面図で
あり、ベース拡散層とエミッタ拡散〃？を作成する場合
を示したものである。第２図（ｎ）において、まずＮ型
シリコン基板（１）の表面に数百久の熱酸化膜（２）を
形成するとともに１シリコン窒化膜（３）を非酸化物質
として５００〜１００ＯＡ程度の厚さで形成する。この
場合、熱酸化膜（２）はシリコン基板（１）の表面とシ
リコン窒化膜（３）との間の熱的ストレスｆ：緩和する
役割をもつ。次に、べ〜ス領域を指定するマスクを用い
て通常の写真製版技術によりベース領域以外に７オトレ
ジスタ（４）ヲ残し、これをバリアーにしてＰ型不純物
としてボロンを所定の濃度だけイオン注入せしめてボロ
ン注入層（５）全不純物拡散層として形成する。なお、
前記ボロン注入ＪＶ！（５）の深さはシリコン基板表面
より数千＾程度にすぎない。

次いで、イオン注入時のバリアーとして用いたフォトレ
ジストを全部取り去り、新たに７オトレジストヲ塗布せ
しめて上記ボロン注入層（５）内のエミッタ領域にのみ
第２図（ｂ）に示す如くフォトレジスト（６）を残す。

このとき、フォトレジスト（６）はエミッタ領域の面積
と同程度ないしは若干小さくなるように通常の写真製版
技術にて形成される。

次いで、第２図（ｃ）に示す如くフォトレジス）（６）
をバリアーにしてシリコン窒化膜（３）全除去し、その
後フォトレジスト（６）も除去する。かがる工程後高１
１．（１ｏｏｏ　〜ｘ１５ｏ℃）−ｃ上記ポロｙ注入Ｍ
（５）全熱酸化しつつドライブすると、シリコン窒化膜
（３）の存在する付近はほとんど酸化されないため、ボ
ロン注入層（５）の深さがシリコン窒化膜のないところ
に比べて浅くなるＵ？、象を呈し、第２図（ｄ）に示す
如くベース拡散／Ｍ（７ａ）が形成される。このため、
ベース拡散層（７ａ）の深さの断面形状は、第２図（ｄ
）に示すように、エミック周辺部でなだらかな曲線を示
すことになる。

次いで、第２図（ｅ）に示す如く、ベース拡散Ｒイ（７
ａ）内の所定領域にＮ型のエミッタ拡散層（８）および
シリコン基板表面にコレクタ電析用拡散ｆ？１（８ａ）
を通常の写真製版技術と拡散またはＡ８゜Ｐのイオン注
入により形成する。さらに、エミッタ拡散後、保睡膜と
してシリコン酸化Ｈ慎９）を全面に形成し、このシリコ
ン酸化膜（９）を選択的に除去せしめてそれぞれエミッ
タ、ベースおよびコレクタ電極（１０）　、　（１１）
および（１２）’を形成することにより、ＮＰＮ型トラ
ンジスタ金製造することができる。

このようにして製造されたトランジスタによると、Ｗｊ
２図（ｆ）に示すように、エミッタ拡散層（８）の直下
のベース拡散／１ｉｆ（７ａ）の断面形状から実効べ−
ス幅はエミッタ周辺で大きく、中央部で小さくなる。こ
れにより、前記エミッタ周辺でベース幅が大きくなれば
、その部分の電流増幅率は下がり、したがって、１１℃
流は集中するほど流れなくなる。

すた、エミッタ中央部はその部分の電流増幅率が上がり
、ペースとの電位差が小さくともかなり電流を流せるよ
うになる。そのため、電流分布のすぐれたトランジスタ
が得られる。

なお、上述ではトランジスタとしてＮＰＮ型トランジス
タに適用した場合について示したが、ＰＮＰ型トランジ
スタであっても同様の効果を奏する。

以上のように、本発明によれば、トランジスタにおける
ペース拡散層の内部抵抗により生ずる不均一なペース拡
散層とエミッタ拡散層との接合バイアスをエミッタ拡散
層直下のベース幅で相殺することにより、小面積で均一
な電流分布をもつことになり、これによって電流容量の
大きなものが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は従来のＮＰＮ型トランジスタの１１！１
面断面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）におけるコレク
タ電流分布を示す図、第２図（ａ）乃至（ｆ）は本発明
による一実施例を説明するためのＮＰＮ型トランジスタ
の製造工程を示す側面断面図である。 （１）・・・・Ｎ型シリコン基板、（２）・・・・熱酸
化膜、（３）−・・・シリコン屋化膜、（４）・・・・
フォトレジスト、（５）・・・・ポロン注入／Ｍ、（６
）・・・・フォトレジスト、（７）、（７ａ）・・・・
ペース拡散層、（８）・・・・エミッタ拡散層、（９）
・・・・シリコン酸化膜、（１０）・・・・エミッタ…
取（１１，）・・・・ペース電極、（１，２）・・・・
コレクタ電極。 代理人　葛野信− 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板上の第１導電型を有する第１拡散層内
   に第１導電型と反対の導電型を有する第２拡散層を設け
   る場合において、前記半導体基板上の第１拡散層を形成
   すべき領域にあらかじめ不純物拡散層を形成し、前記不
   純物拡散層内の所定領域に非酸化物質を被覆した後、前
   記不純物拡散ｍｋ熱酸化処理により拡散制御して前記第
   １拡散層を形成することにより、該第１拡散層の断面形
   状を曲線的に変化せしめることを特徴とする半導体装置
   の製造方法。
2. （２）不純物拡散層内の所定領域に被覆する非酸化物質
   を第２拡散層と関連させること金管機とする特許請求の
   範囲第１項記載の半導体装置の製造方法。