JPS593864B2 - ハンドウタイソウチノセイゾウホウホウ - Google Patents

ハンドウタイソウチノセイゾウホウホウ

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JPS593864B2
JPS593864B2 JP50039340A JP3934075A JPS593864B2 JP S593864 B2 JPS593864 B2 JP S593864B2 JP 50039340 A JP50039340 A JP 50039340A JP 3934075 A JP3934075 A JP 3934075A JP S593864 B2 JPS593864 B2 JP S593864B2
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JP
Japan
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region
base
emitter
insulating film
semiconductor device
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JP50039340A
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護 高橋
幹夫 高木
元 上岡
和文 中山
宏史 武田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体装置の製造方法、特にエミッタ領域直下
のベース領域の抵抗の変化を利用した半導体装置の製造
方法に関するものである。
15通常のバイポーラ・トランジスタは、エミッタ又は
ベースに人力信号が加えられて出力電流が制御される3
端子素子であ■)、コレクタ領域にベース領域が形成さ
れ、そのベース領域にエミッタ領域が形成されているも
のである。
このようなバイx ポーラ・トランジスタに対して、エ
ミッタ領域の両側のベース領域に第1及び第2のベース
電極を設けて、エミッタ領域とコレクタ領域との間に流
れる電流により、エミッタ領域直下のベース領域の抵抗
を制御し、第1及び第2のベース電極間の25抵抗制御
を行なう半導体装置を提案した。この半導体装置は、例
えば第1図に示すように、npn構造の場合、端子1、
2間に電圧を印加して電流IEを流したとすると、コレ
クタ領域であるn一領域の抵抗rcによると電圧降下に
よりn−30領域とベース領域であるp領域との間の逆
バイアスが小さくなり、又p領域とエミッタ領域である
n+領域との間の順バイアスが大きくなるので、斜線を
施した空乏層が小さくなつて、結果的にはn+領域直下
のp領域が広くなる。又n+領域直下のpあ 領域には
n+領域から注人された電子数と同数の正孔が発生して
導電率が増大することになる。このような現象により電
流I を流すとn+領域直+下のp領域の抵抗Rbが小
さくなる。
従つてn領域の両側のp領域に接続した端子3,4間の
抵抗Rbは、電流1 により制御されることになる。1
E 第2図は前述の半導体装置の概略構造説明図であり、同
図aは上面図、同図bは同図AOA−A2線に沿つた断
面図、同図cは同図AOB−B5線に沿つた断面図であ
る。
従来のバイポーラ・トランジスタと大きく相違する点は
、エミツタ領域であるn+領域によりベース領域である
p領域が2分され、第1及び第2のベース・コンタクト
領域BCl,BC2に設けた電極間に流れる電流がn+
領域の直下のみを通る構成としなければならないことで
あり、従つてn+領域のA−A2線に沿つた長さは、p
領域のA−A′線に沿つた長さとほぼ同じ程度のものと
し、n+領域の両端に於けるp領域の抵抗を、少なくと
もn+領域直下のp領域の抵抗以上になるように構成す
るものである。第3図は応用回路例を示すもので、Q1
は前述の半導体装置を示し、Rbは前述のn+領域直下
のp領域の抵抗を示すものである。即ちコレクタとエミ
ツタと2個のベースとの4端子素子である。又Q2は通
常のバイポーラ・トランジスタ、INは人力端子、0U
Tは出力端子、−V は電源EE端子である。
人力端子1Nに60″ 信号即ち低レベルの信号が加え
られると、半導体装置Q1のコレクタ領域とエミツタ領
域との間に電流が流れることになり、前述の如くその電
流により抵抗Rbが小さくなるので、トランジスタQ2
のベース電位が高くなつて、出力端子0UTのレベルが
高くなり、”ビの出力となる。反対に人力端子1Nに゛
1”の信号即ち高レベルの信号が加えられると、半導体
装置Q1のエミツタ電位が高くなるので電流が流れなく
なり、それによつて抵抗Rbが大きくなるからトランジ
スタQ2のベース電位が低くなつて出力端子0UTのレ
ベルは低く、“0″の出力となる。
即ち一種の反転回路として動作することになる。なお前
述の半導体装置はNpn構造として説明しているが、P
np構造とすることも勿論可能である。前述の如く、コ
レタタ領域とエミツタ領域との・間に流れる電流により
、エミツタ領域直下のベース領域の抵抗を制御するもの
であるから、第2図aに示すように、エミツタ領域の両
端に於けるベース領域の幅を狭くして、エミツタ領域直
下のベース領域の抵抗変化が、ベース領域に接続した第
1及び第2の端子間の抵抗変化となるようにしなければ
ならない。
即ちベース領域に対するエミツタ領域の位置合せが正確
であることが一層要求されることになる。本発明は前述
の如き半導体装置を容易に製造する方法を提供すること
を目的とするものである。
その目的を達成する為、本発明の半導体装置の製造方法
は、エミツタ領域によりベース領域表面が2分され、エ
ミツタ領域とコレクタ領域との間に流れる電流によりエ
ミツタ領域直下のベース領域の抵抗が制御されることを
利用した半導体装置の製造方法に於いて、ベース領域形
成用の窓を2分する長さの多層の絶縁膜のパターンを形
成して、該パターンの両側の窓から第1及び第2のベー
ス領域を拡散処理によつて形成し、次に前記多層の絶縁
膜のサイドエツチングを行なつて最初のパターンより幅
の狭い絶縁膜のパターンを形成し、熱酸化後に該絶縁膜
のパターンを除去して窓を形成し、該窓から第3のベー
ス領域及び該第3のベース領域内にエミツタ領域を形成
する不純物の拡散処理を行なう工程を含むことを特徴と
するものであり、以下実施例について詳細に説明する。
第4図〜第13図は本発明の実施例の工程説明図であり
、第4図に示すように、一導電型を有するシリコンSi
等の半導体基板10上のSiO2等の絶縁膜11にベー
ス領域を形成する大きさの窓12を形成する。次に第5
図に示すように、第1のSiN膜13134Si02膜
14,第2のSi3N4膜15を化学気相成長法(CV
D法)等により500〜2000CA〕の厚さに形成す
る。
次に第6図に示すように、窓12が2分されるように第
1のSi3N4膜13、SiO2膜14及び第2のSi
N膜15をフオト・エツチングによつてバターニングし
、窓16a,16bを形成する。
次に第7図に示すように、窓16a,16b中の半導体
基板表面へ不純物をデポジツトしてこのデポジット中に
おける熱処理により第1及び第2のベース領域11a,
17bを浅く形成する。
次に第8図に示すように、前記Si3N4膜13,Si
02膜14、Si3N4膜15からなる絶縁物層のパタ
ーンに於いて、SiO2膜14のサイドエツチングを行
なう。このSlO2膜14を850〔℃〕でCVD法に
より形成した場合、10〔%〕HF液でエツチングする
と、800CN葡1n〕のエツチング速度となり、サイ
ドエツチングする量は、エミツタ領域の幅、又はドライ
ブイン工程によりべ .゛−ス領域17aラ17bが横
方向にも再拡散される量等に応じて選定される。次に第
9図に示すように、サイドエツチされたSiO膜14を
マスクとしてSiN膜13を熱燐酸でエツチングし(こ
のときSi3N4膜15も 1w同時に除去される)、
その後SiO2膜14を弗酸でエツチング除去すると、
SiN膜13aのパゝ 34ターンが形成される
次に第10図に示すように、酸化処理をドライブイン工
程と兼用して例えば1050〔℃]で熱処 1理を行な
うことにより、ベース領域17a917b土にSiOの
絶縁膜18が形成され、ベース領域211917a,1
7bは例えば1×10Cat0ms/Cc〕 の不純物濃度となる。
次に第11図に示すようにSiN膜13aを2熱燐酸で
除去して窓19を形成し、この窓19から不純吻拡散に
より第3のベース領域17cを形成する。
この第3のベース領域17cの不純物濃度は第1及び第
2のベース領域17a,17bと同様のものとする。更
にこの窓19から前記半導 2体基板10と同一導電型
を有する不純物の拡散によりエミツタ領域20を形成す
る。従つて第10図に示すように、第3のベース領域1
7cに包囲されたエミツタ領域20が形成され、このエ
ミツタ領域20の両端は第3のベース 5領域17cで
あるから、その部分のベース領域17cの抵院をエミツ
タ領域20直下の第3のベース領域17cの抵抗と同等
以上とすることができる。
次に第13図に示すように電極窓開け、電極形Q成の工
程により、エミツタ電極21、第1及び第2のベース電
極22a,22b、コレノタ電極23が形成され、4端
子素子の半導体装置が構成される。
以上説明したように、本発明は、エミツタ領域によりベ
ース領域表面が左右に2分され、エミツタ領域とコレク
タ領域との間に流れる電流により、エミツタ領域直下の
ベース領域の抵抗が制御されることを利用した4端子素
子の半導体装置の製造方法に於いて、抵抗が制御される
ベース領域即ち第3のベース領域の拡散窓を利用してエ
ミツタ領域の拡散を行なうことに上り、エミツタ領域の
拡散窓形成の為の位置合せが不要となり、冬声層絶縁物
層のサイドエツチングを行ないこれを第3のベース領域
及びエミツタ領域の形成用のパターンとすることにより
特に幅の狭いエミツタ領域を容易に形成することができ
る。
又第1及び第2のベース領域のドライブイン工程により
横方向への再拡散が行なわれ、第1及び第2のベース領
域間が狭くなるが、それに対応した量だけサイドエツチ
ングを行なえば、正確に第1及び第2のベース領域間に
第3のベース領域を形成することができる。又SiN膜
13、SiO膜14、SiN膜34′ 2
′ 3415は、他の組合せの多層の絶縁
膜とすることも可能であV,叉サイドエツチングされる
層は第2層目でなく半導体基板上の第1層目とすること
もできる。
しかし、半導体基板表面の荒れ等を考慮すると、実施例
p如く第2層目をサイドエツチングする方が好適である
。又この多層の絶縁膜のパターンにより第1及び第2の
ベース領域の拡散用窓を左右に形成する場合、そのパタ
ーンの両端が半導体基板10上の絶縁膜11上に存在す
ることが望ましい、即ち第1及び第2のベース領域17
a,17bの幅よりも第12図に示すように第3のベー
ス領域17cが長くなるように形成する必要があるから
である。又特に明記していないバターニング手段や拡散
手段は、バイポーラ・トランジスタの製造に適用されて
いる手段を採用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は先に提案された半導体装置の説明図で
あり,第1図は原理説明図、第2図a〜cは概路上面図
、A−A2線に沿つた断面図及びB−B′線に沿つた断
面図、第3図は応用回路例を示し、第4図〜第13図は
本発明の実施例の工程説明図である。 10は半導体基板、11は絶縁膜、12,16a,16
b,19は窓、13はSiN膜、15はE34SiN膜
、17a〜17cは第1〜第3のベー ス領域、20はエミツタ領域である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ベース領域形成用の窓を2分する長さの多層の絶縁
    膜のパターンを半導体基板上に形成し、該パターンの両
    側の窓から第1及び第2のベース領域を拡散処理によつ
    て形成し、次に前記多層の絶縁膜のサイドエッチングを
    行なつて最初のパターンより幅の狭い絶縁膜のパターン
    を形成し、熱酸化後に該絶縁膜のパターンを除去して窓
    を形成し、該窓から前記第1及び第2のベース領域と同
    一導電型の第3のベース領域を形成する不純物の拡散処
    理を行ない、該第3のベース領域内にエミッタ預域を形
    成する不純物の拡散処理を行なう工程を含み、該エミッ
    タ領域によりベース領域表面を2分せしめて、エミッタ
    領域とコレクタ領域との間に流れる電流によりエミッタ
    領域直下のベース領域の抵抗値を制御する半導体装置を
    製造することを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP50039340A 1975-03-31 1975-03-31 ハンドウタイソウチノセイゾウホウホウ Expired JPS593864B2 (ja)

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