JPS61269373A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS61269373A
JPS61269373A JP11047685A JP11047685A JPS61269373A JP S61269373 A JPS61269373 A JP S61269373A JP 11047685 A JP11047685 A JP 11047685A JP 11047685 A JP11047685 A JP 11047685A JP S61269373 A JPS61269373 A JP S61269373A
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JP
Japan
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region
semiconductor layer
layer
single crystal
conductivity type
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Pending
Application number
JP11047685A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuyoshi Washio
勝由 鷲尾
Kazuo Nakazato
和郎 中里
Toru Nakamura
徹 中村
Yoichi Tamaoki
玉置 洋一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication of JPS61269373A publication Critical patent/JPS61269373A/ja
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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)

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、半導体装置の構造に係り、特に微細で、高速
動作が可能であり、かつ高耐圧化に適した構造に関する
〔発明の背景〕
従来の半導体装置の一例が特開昭58−73156号に
記載されている。ここに開示されているバイポーラトラ
ンジスタは、第2図に示すような断面構造をしている。
すなわち、ベース領域4の電極を絶縁膜7.8および9
にはさまれた多結晶半導体層6により取り出している。
このトランジスタの構造は、外部ベース領域がないので
寄生容量が小さいため高速で、また活性領域を1度のホ
ト工程で決定できるため素子面積が小さくなる等の利点
を有する。しかしながら、予めp型不純物をドープした
多結晶半導体層6からn型エピタキシャル層3にp+型
領領域14等方的に拡散され、n++埋込層2に接近す
るため、ベースとコレクタ間の耐圧が低下し、またその
接合容量が大きくなり高速化を妨げる構造となっている
。また、ベース領域4と半導体基板1との間を電気的に
分離するために絶縁膜7をn++埋込層2に接する構造
とする必要があり、そのため表両側の高濃度のn++埋
込層2が失われコレクタ抵抗が増大し高速動作を妨げて
いる。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、従来の半導体装置の上述の問題点を改
善し、高速で、耐圧が高く、素子の縦方向寸法の小さく
し得るバイポーラトランジスタ等の半導体装置を提供す
ることにある。
〔発明の概要〕
そこで本発明では上記目的を達成するために、第1導電
型の半導体基板と、該基板の表面領域に設けられた前記
第1導電型と反対導電型の第2導電型の第1領域と、前
記基板表面上に設けられ、前記第1領域上に少なくとも
2箇所の開口部を有し、かつ少なくとも1個の前記開口
部の端部が前記第1領域へ向かう方向に厚い絶縁膜と、
前記少なくとも1個の開口部上に該開口部より大きく設
けられた単結晶半導体層と、前記絶縁膜上に前記単結晶
半導体層に隣接して設けられた多結晶半導体層と、該多
結晶半導体層内に設けられた第1導電型の第2領域と、
前記単結晶半導体層内に設けられ、前記第2領域と電気
的に接続する第1導電型の第3領域とを有することを特
徴とする。
換言すれば、多結晶半導体層下の絶縁膜が活性領域を構
成する単結晶半導体層と高濃度の第2導電型埋込層(第
1領域)にせり出した構造をとることにより、予め第2
導電型不純物をドープした多結晶半導体層(第2領域)
からの該第2導電型不純物の拡散が基板へ向かって進む
のを抑制して、耐圧の低下と寄生容量の増加を防止し、
かつ高濃度の埋込層を残して抵抗増加を防いでいる。
〔発明の実施例〕
以下に、本発明の実施例を参照して詳細に説明する。
実施例1 第1図に本発明の半導体装置の第1の実施例の概略的な
断面構造を示す。
本実施例はバイポーラトランジスタの例を示し、ベース
電極11を取り出すための多結晶半導体層6の下の絶縁
膜77の開口部15の端部17がn1型埋込層2へ向か
う方向に厚くなっており、該開口部15上の単結晶半導
体層3が該開口部15より大きく設けられている。言い
換えると、絶縁膜77が開口部15において単結晶半導
体層3とn+型埋込届2にせり出した構造となっている
。このような構造により、予めp型不純物をドープした
多結晶半導体層6から拡散されるP+型領域14(第3
領域)が、絶縁層77のために基板1へ向かう方向には
広がらず、n+型埋込層2に接近しないため、耐圧の低
下や寄生容量の増加を防止することができ、さらに絶縁
層77はその部分17のみが厚いため、その他の部分で
は高濃度のn4″型埋込層2が残っており活性領域から
コレクタ電極13までの抵抗を小さくすることができる
第3図(a)〜(g)は、第1図に示した第1の実施例
のバイポーラトランジスタの製造工程を示す断面図であ
る。以下製造工程を図番にしたがって説明する。
第3図(a):p型S1基板1上にn +型埋込拡散層
2を形成し、厚さ1−1比抵抗1Ω・1程度のn型Si
エピタキシャル層3を成長させ、全面にシリコン酸化膜
101.シリコン酸化膜以外の絶縁膜、例えばシリコン
窒化膜(Si、N4)102、およびシリコン酸化膜1
03を堆積し、パターニングしてトランジスタの活性部
分Aおよびコレクタ電極取り出し部分Bのみ3層101
,102および103を残す。
第3図(b): 3層絶縁膜101.102および10
3をマスクとしてシリコンエピタキシャル層を深さ0.
52程度エツチングして、活性部分およびコレクタ電極
取り出し部分が凸型になるようにする。
このとき、マスク101.102および103の端部よ
り内側にシリコン層がエツチングされるようにする。
その後、熱酸化して厚さ500人程度のシリコン酸化膜
104を形成した後、シリコン窒化膜(Si、N、)を
全面に堆積し、選択エツチングにより、凸型シリコン層
の側面にのみシリコン窒化膜105を残す。
第3図(C):熱酸化により、酸化膜106を形成し、
酸化膜の厚さを総計2000人程度にする。このとき、
凸型シリコン層の側面のシリコン酸化膜104は窒化膜
105で覆われているため成長せず、凸型以外の領域の
みが厚い酸化膜106となる。
第3図(d):シリコン酸化膜のエツチングを深さ10
00人程度行ない、凸型シリコン層の根底部にシリコン
酸化膜のない領域200を形成する。
第3図(e):熱酸化により、酸化膜108を形成し、
酸化膜の厚さを総計5000人程度にする。このとき、
第3図(d)で形成された酸化膜のない凸型シリコン層
3の根底部200の領域は、酸化膜107が存在する部
分に比べて熱酸化が進行するので厚い酸化膜が形成され
、凸型シリコン層3とn+型埋込層2へくい込んだ形状
となる。すなわち、図かられかるように、シリコン酸化
膜108が凸型シリコン層3の側面部分よりも内側にせ
り出し、かつそのせり出した部分がn+型埋込層2側に
厚い形になる。
第3図(f):シリコン窒化膜105、シリコン酸化膜
104、およびコレクタ電極取り出し部の3N101.
102.103を除去し、全面に多結晶シリコン層を形
成し、バターニングして、エピタキシャル層3の凸部の
側面にのみ多結晶シリコン層5oが接するようにする。
ここで、コレクタ電極取り出し部のシリコン酸化膜10
4はマスクを用いて残して置いてもよい。次いで、全面
にシリコン酸化膜110、シリコン窒化膜111を形成
し、パターニングする0次に、このバターニングした2
層絶縁膜110.111をマスクとして熱酸化により多
結晶シリコンの一部を酸化膜109にする。その後、コ
レクタ電極取り出し半導体層60にn+型高濃度不純物
を添加する。
第3図(g)二次に、シリコン酸化膜110、シリコン
窒化膜111を除去し、多結晶シリコン層50にp型不
純物を拡散し、p型の拡散層14を形成し、次いで熱酸
化を行ない、酸化膜9を形成する。次に、通常の方法に
よりトランジスタのベース領域4、エミッタ領域5を形
成し、酸化膜にコンタクト穴を開け、電極11.12.
13を蒸着することにより、第3図(g)に示した素子
が形成できる。(なお、第1図は、第3図(g)を概略
的に示したものである。) また、第3図(d)の工程の後に、第4図に示したよう
に、シリコンの等方性エツチングを行ない凸型シリコン
層の根底部にくぼみ201を形成する工程を行なっても
良く、この工程により多結晶シリコン層下の酸化膜のせ
り出し部は凸型シリコン層3とn+型埋込層2へ向かう
方向に大きくなリ、ベース電極から拡散されるp+型領
領域n++埋込層に接近せず、高い耐圧と小さい寄生容
量がより確実に可能となる。またベース領域と基板との
電気的分離もより容易となり小さいn++埋込層の抵抗
を実現できる。
実施例2 第5図は、本発明における装置構造において、ベース、
エミッタ領域の凸型単結晶シリコン層のみにせり出しの
絶縁層を設けたもので、コレクタ電極取り出し部はコレ
クタ抵抗増加を防止するため絶縁層78はせり出した構
造としない0本構造は第3図(d)においてコレクタ電
極取り出し部をマスクで覆うことにより容易に実現でき
る。
実施例3 第6図は、本発明を横形バイポーラトランジスタに用い
た場合の断面構造を示しており、エミッタ、コレクタ電
極20の電極を絶縁膜78.8および9にはさまれた多
結晶半導体層6によってそれぞれ取り出し、多結晶半導
体層6下の絶縁層78は、ベース領域3の単結晶半導体
層3とn++埋込層2にせり出した構造である。これに
よってエミッタとコレクタの接合容量は低減でき、単結
晶半導体層も薄くすることが可能で、またベース抵抗も
小さくでき、高速・微細なトランジスタが実現できる。
以上の各実施例1〜3においては、その任意のいくつか
、あるいはすべての組合せを用いることができる。また
、半導体としてGaAs等の他の半導体を用いても本発
明の装置を実現できる。また各実施例でのp型、n型の
導電型を逆に用いることができることは勿論である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、高速動作、高耐圧のトランジスタおよ
び集積回路を提供することができる。また、素子の縦方
向寸法の縮小にも耐える構造であるため、素子の高速性
を一層増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の半導体装置の一実施例であるバイポー
ラトランジスタの構造を示す概略断面図、第2図は従来
のバイポーラトランジスタの構造を示す断面図、第3図
(a)〜(g)および第4図は本発明によ゛るバイポー
ラトランジスタの製造工程を示す断面図、第5図、第6
図は本発明の半導体装置の別の実施例を示す断面図であ
る。 1・・・p型Si基板   2・・・n++埋込層3・
・・n型Siエピタキシャル層 4、14.20・・・p型拡散層 5 、10.60− n型拡散層 6.50・・・多結晶Si層 7.8.9.77.78.101.103.104.1
06.107.17・・・開口端部 108.109.110・・・酸化膜 11、12.13・・・電極

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1導電型の半導体基板と、該基板の表面領域に
    設けられた前記第1導電型と反対導電型の第2導電型の
    第1領域と、前記基板表面上に設けられ、前記第1領域
    上に少なくとも2箇所の開口部を有し、かつ少なくとも
    1個の前記開口部の端部が前記第1領域へ向かう方向に
    厚い絶縁膜と、前記少なくとも1個の開口部上に該開口
    部より大きく設けられた単結晶半導体層と、前記絶縁膜
    上に前記単結晶半導体層に隣接して設けられた多結晶半
    導体層と、該多結晶半導体層内に設けられた第1導電型
    の第2領域と、前記単結晶半導体層内に設けられ、前記
    第2領域と電気的に接続する第1導電型の第3領域とを
    有することを特徴とする半導体装置。
  2. (2)前記単結晶半導体層内に、第1導電型の第4領域
    と、該第4領域の上に設けられた第2導電型の第5領域
    とを有し、かつ前記第4領域は前記第3領域と電気的に
    接続され、前記第1領域をコレクタ領域、前記第4領域
    をベース領域、前記第2領域および第3領域をベース電
    極取り出し領域、前記第5領域をエミッタ領域とし、バ
    イポーラトランジスタを構成してな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。
  3. (3)前記単結晶半導体層内に、第1導電型の第4領域
    と、該第4領域の上に設けられた第2導電型の第5領域
    とを有し、かつ前記第4領域は前記第3領域と電気的に
    接続され、前記第1領域をエミッタ領域、前記第4領域
    をベース領域、前記第2領域および第3領域をベース電
    極取り出し領域、前記第5領域をコレクタ領域とし、バ
    イポーラトランジスタを構成してな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。
  4. (4)前記コレクタ領域にコレクタ電極、前記ベース電
    極取り出し領域の前記第2領域にベース電極、前記エミ
    ッタ領域にエミッタ電極がそれぞれ接続されて設けてあ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第2項または第3項
    記載の半導体装置。
  5. (5)前記第3領域が前記単結晶半導体層の両側にそれ
    ぞれ1個ずつ設けてあり、該第3領域をそれぞれエミッ
    タまたはコレクタ領域、前記第1領域をベース領域とし
    、バイポーラトランジスタを構成してなることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の半導体装置。
  6. (6)前記絶縁膜の開口部上に設けた第2導電型の単結
    晶半導体層の1つによって前記第1領域に接続される電
    極が取り出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。
JP11047685A 1985-05-24 1985-05-24 半導体装置 Pending JPS61269373A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4445345A1 (de) * 1994-12-19 1996-06-27 Korea Electronics Telecomm Verfahren zur Herstellung eines Bipolartransistors
WO1997047043A1 (en) * 1996-06-06 1997-12-11 The Whitaker Corporation Reduced capacitance bipolar junction transistor

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