JPS6167266A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS6167266A JPS6167266A JP18810284A JP18810284A JPS6167266A JP S6167266 A JPS6167266 A JP S6167266A JP 18810284 A JP18810284 A JP 18810284A JP 18810284 A JP18810284 A JP 18810284A JP S6167266 A JPS6167266 A JP S6167266A
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- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 18
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor 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
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor 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
- H01L29/08—Semiconductor 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 carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
- H01L29/0804—Emitter regions of 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。
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）
この発明は半導体装置の製造方法に関し、詳しくは、バ
イポーラトランジスタの製造方法に関する。
イポーラトランジスタの製造方法に関する。
（従来の技術）
従来の方法°により裂遺されたバイポーラトランジスタ
を第３図に示し１図中１はＰ型シリコン基板、２はＮ十
埋め込み層、３はＮ型エピタキシャル層、４はＰ＋分離
領域、５はＰ＋ベース拡散領域、６はＮ＋エミッタ拡散
領域、７はＮ＋コレクタ取シ出し領域である。
を第３図に示し１図中１はＰ型シリコン基板、２はＮ十
埋め込み層、３はＮ型エピタキシャル層、４はＰ＋分離
領域、５はＰ＋ベース拡散領域、６はＮ＋エミッタ拡散
領域、７はＮ＋コレクタ取シ出し領域である。
（発明が解決しようとする問題点）
この第３図に示すように、従来の方法でバイポーラトラ
ンジスタを製造すると、拡散の拡がりによりエミツタ拡
散領域６の底面角部（円ａで囲って示す）が丸くなる。
ンジスタを製造すると、拡散の拡がりによりエミツタ拡
散領域６の底面角部（円ａで囲って示す）が丸くなる。
その結果、エミッタ面積が小さいトランジスタにおいて
はｓ ｈｐＥ（エミッタ接地静順方向電流増幅率）のエ
ミッタ面積依存性が理想曲線より大きく傾くという現象
がみられる。
はｓ ｈｐＥ（エミッタ接地静順方向電流増幅率）のエ
ミッタ面積依存性が理想曲線より大きく傾くという現象
がみられる。
第４図はｓ ｈＦＥのエミッタ面積依存性を実験した結
果を示す。ｌ、ｎ４．エミッタ面積ＡＥＯの時のｈｒＥ
ｔ−Ｉｏ （ＩＥ＝ Ｉｏ ＝一定）とすると、エミツ
タ面積を変化させると、β／β。は となる。ここで、αは拡散の深さによる係数で。
果を示す。ｌ、ｎ４．エミッタ面積ＡＥＯの時のｈｒＥ
ｔ−Ｉｏ （ＩＥ＝ Ｉｏ ＝一定）とすると、エミツ
タ面積を変化させると、β／β。は となる。ここで、αは拡散の深さによる係数で。
エミッタ拡散領域の底面角部に丸みがなく、底面が平坦
な場合はα中Ｏであり、その結果１．θ。は１（理想値
：第４図破線）となる。一方、従来の方法でバイポーラ
トランジスタを製造し次場合は。
な場合はα中Ｏであり、その結果１．θ。は１（理想値
：第４図破線）となる。一方、従来の方法でバイポーラ
トランジスタを製造し次場合は。
エミッタ拡散領域の底面角部の丸みによりαは０．３〜
０．７の値をとる。その結果、／／Ａは、第４図に実線
で示すように、理想値（第４図破線）より大きく傾くこ
とになる。
０．７の値をとる。その結果、／／Ａは、第４図に実線
で示すように、理想値（第４図破線）より大きく傾くこ
とになる。
モして＊ ｈＦＢのエミッタ面積依存性が理想曲線より
大きく傾く結果、エミッタ面積の違いにより１１ＦＥ
１ｒ考慮してパターン設計を行わなければならないとい
うパターン設計上の問題点が生じる。また、極端にエミ
ッタ面積の違うトランジスタを形成する場合は、エミッ
タ面積の大なるトランジスタのｈＦＦ、を最適値に設定
すると、面積小なるトランジスタのｈＦＥが小さくなシ
すぎて回路動作しないから、両者が適当な値をとるよう
にするため、プロセスコントロールが難しくなってしま
う。
大きく傾く結果、エミッタ面積の違いにより１１ＦＥ
１ｒ考慮してパターン設計を行わなければならないとい
うパターン設計上の問題点が生じる。また、極端にエミ
ッタ面積の違うトランジスタを形成する場合は、エミッ
タ面積の大なるトランジスタのｈＦＦ、を最適値に設定
すると、面積小なるトランジスタのｈＦＥが小さくなシ
すぎて回路動作しないから、両者が適当な値をとるよう
にするため、プロセスコントロールが難しくなってしま
う。
そこで、この発明ではｓ ｈＦＥのエミッタ面積依存性
の少ない、エミッタ拡散領域底面の平坦なバイポーラト
ランジスタを形成する。
の少ない、エミッタ拡散領域底面の平坦なバイポーラト
ランジスタを形成する。
（問題点を解決するための手段）
この発明では、リンドープとウェットＯ２雰囲気での第
１の熱処理により、ベース拡散領域内にエミッタ拡散領
域を形成するとともに、その表面に酸化膜を形成し次後
、その酸化膜に、エミッタ拡散領域より小さく開孔部を
形成し友上で、酸化性雰囲気で第２の熱処理を行なう。
１の熱処理により、ベース拡散領域内にエミッタ拡散領
域を形成するとともに、その表面に酸化膜を形成し次後
、その酸化膜に、エミッタ拡散領域より小さく開孔部を
形成し友上で、酸化性雰囲気で第２の熱処理を行なう。
（作 用）
すると、表面に酸化膜が残存するエミッタ拡散領域の周
辺部は、前記酸化膜形成時にその酸化膜にとシ込まれ九
リンの再拡散により通常より深く拡散される。その結果
、丸味を帯び友エミッタ拡散領域の底面角部は角型に修
正され、底面は平坦となる。
辺部は、前記酸化膜形成時にその酸化膜にとシ込まれ九
リンの再拡散により通常より深く拡散される。その結果
、丸味を帯び友エミッタ拡散領域の底面角部は角型に修
正され、底面は平坦となる。
（実施例）
この発明の一実施例を第１図を参照して説明する。
第１図んは、Ｐ型シリコン基板１１にＮ＋埋め込み層１
２を形成した後、Ｐ型シリコン基板ｌｌ上にＮ型エピタ
キシャル層１３ｔ−形成シ、ソのエピタキシャル層１３
をＰ 分離領域１４により複数の領域に分離し、所望の
エピタキシャル領域１３１にＰ＋ベース拡散領域１５を
形成し、その上でエピタキシャル層１３の表面のＳ ｉ
ＯＨ膜（酸化膜）１６にエミッタ用開孔部１７および
コレクタ取シ出し領域用開孔部１８を形成した状態を示
す。ここで、エミッタ用開孔部１７はベース拡散領域１
５上で開けられており、コレクタ取り出し領域用開孔部
１８はコレクタとしてのエピタキシャル領域１３、上に
おいて開けられている。また、Ｎ＋埋め込み層１２はエ
ピタキシャル領域１３．の底部において設けられる。さ
らに、ベース拡散領域１５は、拡散深さ２μｍで形成さ
れる。
２を形成した後、Ｐ型シリコン基板ｌｌ上にＮ型エピタ
キシャル層１３ｔ−形成シ、ソのエピタキシャル層１３
をＰ 分離領域１４により複数の領域に分離し、所望の
エピタキシャル領域１３１にＰ＋ベース拡散領域１５を
形成し、その上でエピタキシャル層１３の表面のＳ ｉ
ＯＨ膜（酸化膜）１６にエミッタ用開孔部１７および
コレクタ取シ出し領域用開孔部１８を形成した状態を示
す。ここで、エミッタ用開孔部１７はベース拡散領域１
５上で開けられており、コレクタ取り出し領域用開孔部
１８はコレクタとしてのエピタキシャル領域１３、上に
おいて開けられている。また、Ｎ＋埋め込み層１２はエ
ピタキシャル領域１３．の底部において設けられる。さ
らに、ベース拡散領域１５は、拡散深さ２μｍで形成さ
れる。
このような構造４１造し几後、まず、エミッタ用開孔部
１７およびコレクタ取ｐ出し領域用開孔部１８を介して
ベース拡散領域１５およびエピタキシャル領域１３鳳に
９５０℃程度の温度でリンドープを行い、続いて、９０
０℃のウェット雰［Ｃで５分間の熱処理（第１の熱処理
）を行う。すると、第１図の）に示すように、ベース拡
散領域１５中に拡散深さ約１．０μｍでＮ＋エミッタ拡
散領域１９が形成されるとともに、Ｎ＋；レクタ取シ出
し領域２０がエピタキシャル領域１３．中に形成される
。
１７およびコレクタ取ｐ出し領域用開孔部１８を介して
ベース拡散領域１５およびエピタキシャル領域１３鳳に
９５０℃程度の温度でリンドープを行い、続いて、９０
０℃のウェット雰［Ｃで５分間の熱処理（第１の熱処理
）を行う。すると、第１図の）に示すように、ベース拡
散領域１５中に拡散深さ約１．０μｍでＮ＋エミッタ拡
散領域１９が形成されるとともに、Ｎ＋；レクタ取シ出
し領域２０がエピタキシャル領域１３．中に形成される
。
さらに、エミッタ拡散領域１９とコレクタ取り出し領域
２０の表面部に酸化膜２１が形成される。
２０の表面部に酸化膜２１が形成される。
次に、第１図Ｃ）に示すように、ホトレジスト２２を用
い次ホトリソ工程で、エミッタ拡散領域１９よ９２μｍ
内側に追い込んで開孔部２３をエミッタ拡散領域１９上
の酸化膜２１に形成する。これにより、酸化膜２１は、
エミッタ拡散領域１９上については、その周辺部上にの
み残る。
い次ホトリソ工程で、エミッタ拡散領域１９よ９２μｍ
内側に追い込んで開孔部２３をエミッタ拡散領域１９上
の酸化膜２１に形成する。これにより、酸化膜２１は、
エミッタ拡散領域１９上については、その周辺部上にの
み残る。
次に、ホトレジスト２２を除去した上で、酸化性雰囲気
で１０００℃、１００分の熱処理（第２の熱処３りｔ−
行う。すると、エミッタ拡散領域１９は、第１図（ＤＪ
に示すように、ベース拡散領域１５中に深く再分布する
が、この時、表面に酸化膜２１が残存している周辺部は
、酸化膜２１形成時にこの酸化膜ｚ！１中にとり込まれ
たリンの再拡散により、表面から酸化膜２１が除去され
た部分より拡散速度が見η為は上速くなシ、深く拡散さ
れる。
で１０００℃、１００分の熱処理（第２の熱処３りｔ−
行う。すると、エミッタ拡散領域１９は、第１図（ＤＪ
に示すように、ベース拡散領域１５中に深く再分布する
が、この時、表面に酸化膜２１が残存している周辺部は
、酸化膜２１形成時にこの酸化膜ｚ！１中にとり込まれ
たリンの再拡散により、表面から酸化膜２１が除去され
た部分より拡散速度が見η為は上速くなシ、深く拡散さ
れる。
その結果、丸味を帯びたエミッタ拡散領域１９の底面角
部は、同第１図ｐ）に円すで囲って示すように角型に修
正され、エミッタ拡散領域１９の底面は平坦となる。
部は、同第１図ｐ）に円すで囲って示すように角型に修
正され、エミッタ拡散領域１９の底面は平坦となる。
この様子を拡大して第２図に示す。この図に示すように
、表面から酸化膜２１が除去されたエリアは矢印Ｃの拡
散速度であるが、表面に酸化膜２１が残存する周辺部は
、酸化膜２１よりのリンの再拡散により矢印ｄのように
見掛は上速い拡散速度とな９．その結果、破線で示す形
状ではなく、実線の形状の底面平坦なエミッタ拡散領域
１９が形成される。
、表面から酸化膜２１が除去されたエリアは矢印Ｃの拡
散速度であるが、表面に酸化膜２１が残存する周辺部は
、酸化膜２１よりのリンの再拡散により矢印ｄのように
見掛は上速い拡散速度とな９．その結果、破線で示す形
状ではなく、実線の形状の底面平坦なエミッタ拡散領域
１９が形成される。
なお、エミッタ拡散領域１９を再分布させる前記第２の
熱処理時に、エミッタ拡散領域１９の露出表面に第１図
ｆｄｌおよび第２図に示すように酸化膜２４が形成され
る。ま九、この第２の熱処理により、同時に、コレクタ
取シ出し領域２０がエピタキシャル領域１３．中に深く
再分布される。
熱処理時に、エミッタ拡散領域１９の露出表面に第１図
ｆｄｌおよび第２図に示すように酸化膜２４が形成され
る。ま九、この第２の熱処理により、同時に、コレクタ
取シ出し領域２０がエピタキシャル領域１３．中に深く
再分布される。
なお５以上の一実施例では、リンドープ直後の第１の熱
処理を９００℃で行つ７’（が、この温度としてはｓｏ
ｏ’ｃ〜１０００℃が適当である。また、エミッタ拡散
領域１９を再分布させる第２の熱処理を１０００℃で行
ったが、この温度としては１０００℃〜１１００℃が適
当である。さらに、一実施例では、エミッタ拡散領域１
９上の酸化膜２１にエミッタ拡散領域１９より２μｍ内
側に追い込んで（各辺部で２μｍ小さくして）開孔部２
３を形成したが、追い込み幅は０．５μｍ〜３μｍが適
当である。また、一実施例では、バイポーラトランジス
タを作る半導体基部としてエピタキシャル層１３ｔ−用
い友が、半導体基板（シリコン基板１１）に直接トラン
ジスタを形成することもできる。
処理を９００℃で行つ７’（が、この温度としてはｓｏ
ｏ’ｃ〜１０００℃が適当である。また、エミッタ拡散
領域１９を再分布させる第２の熱処理を１０００℃で行
ったが、この温度としては１０００℃〜１１００℃が適
当である。さらに、一実施例では、エミッタ拡散領域１
９上の酸化膜２１にエミッタ拡散領域１９より２μｍ内
側に追い込んで（各辺部で２μｍ小さくして）開孔部２
３を形成したが、追い込み幅は０．５μｍ〜３μｍが適
当である。また、一実施例では、バイポーラトランジス
タを作る半導体基部としてエピタキシャル層１３ｔ−用
い友が、半導体基板（シリコン基板１１）に直接トラン
ジスタを形成することもできる。
（発明の効果）
以上詳述し友ように、この発明の方法によれば、底面が
平坦なエミッタ拡散領域を形成し得るので、ｈＦＥのエ
ミッタ面積依存性の少ないバイポーラトランジスタを形
成することができる。本発明者らの実験によれば、ベー
ス拡散領域の深さや追い込みの幅およびＭ２の熱処理の
温度や時間を適当に選ぶことによ！り 、 （１）式の
αがＯに近い値のバイポーラトランジスタを製造するこ
とができた。より具体的に述べると、不純物ドープを９
５０℃で１０分Ｐ ＯＣ１５ｆ、用いて行い、次いで９
００℃ウェット０□５分の第１の熱処理を行い、開孔部
を形成した後１０００℃７０分のＯ！雰囲気での第２の
熱処理を行ったところα中０．０５となった。そして、
このようにｈＦＥのエミッタ面積依存性の少ないバイポ
ーラトランジスタを形成することができるので。
平坦なエミッタ拡散領域を形成し得るので、ｈＦＥのエ
ミッタ面積依存性の少ないバイポーラトランジスタを形
成することができる。本発明者らの実験によれば、ベー
ス拡散領域の深さや追い込みの幅およびＭ２の熱処理の
温度や時間を適当に選ぶことによ！り 、 （１）式の
αがＯに近い値のバイポーラトランジスタを製造するこ
とができた。より具体的に述べると、不純物ドープを９
５０℃で１０分Ｐ ＯＣ１５ｆ、用いて行い、次いで９
００℃ウェット０□５分の第１の熱処理を行い、開孔部
を形成した後１０００℃７０分のＯ！雰囲気での第２の
熱処理を行ったところα中０．０５となった。そして、
このようにｈＦＥのエミッタ面積依存性の少ないバイポ
ーラトランジスタを形成することができるので。
この発明の方法によれば、パターン設計上の制約やグロ
セスコントロールに制約を与えることなく、バイポーラ
集積回路を製造することができる。
セスコントロールに制約を与えることなく、バイポーラ
集積回路を製造することができる。
第１図はこの発明の半導体装置の製造方法の一実施例を
示す断面図、第２因は第２の熱処理後の状態における要
部を拡大して示す断面図、第３図は従来の方法によ、？
１！Ａ造されたバイポーラトランジスタの断面図、第
４図ｔｉｈｐｌのエミッタ面積依存性を実験した結果を
示す図である。 １１・・・Ｐ型シリコン基板、１３・・・Ｎ型エピタキ
シャル層、１３・・・エピタキシャル領域、１５・・・
Ｐ＋ベース拡散領域、１６・・・５ｉＯｔ 嗅＊ １
７ 用エミッタ用開孔部、１９・・・Ｎ＋エミッタ拡散
領域、２１・・・酸化膜、２３・・・開孔部。 特許出願人 沖電気工業株式会社 第２図 第３図 第４図 Ａｔｏ Ａε 二ミッグ面櫨
示す断面図、第２因は第２の熱処理後の状態における要
部を拡大して示す断面図、第３図は従来の方法によ、？
１！Ａ造されたバイポーラトランジスタの断面図、第
４図ｔｉｈｐｌのエミッタ面積依存性を実験した結果を
示す図である。 １１・・・Ｐ型シリコン基板、１３・・・Ｎ型エピタキ
シャル層、１３・・・エピタキシャル領域、１５・・・
Ｐ＋ベース拡散領域、１６・・・５ｉＯｔ 嗅＊ １
７ 用エミッタ用開孔部、１９・・・Ｎ＋エミッタ拡散
領域、２１・・・酸化膜、２３・・・開孔部。 特許出願人 沖電気工業株式会社 第２図 第３図 第４図 Ａｔｏ Ａε 二ミッグ面櫨
Claims (1)
- ベース拡散領域が形成された半導体基部の表面酸化膜に
前記ベース拡散領域上においてエミッタ用開孔部を形成
する工程と、この工程で形成されたエミッタ用開孔部を
介してベース拡散領域中にリンをドープし、さらにウェ
ットＯ＿２雰囲気で第１の熱処理を行うことにより、前
記ベース拡散領域内にエミッタ拡散領域を形成し、その
表面に酸化膜を形成する工程と、次いで前記エミッタ拡
散領域上の酸化膜に、エミッタ拡散領域より小さく開孔
部を形成する工程と、その状態で次に酸化性の雰囲気で
第２の熱処理を行うことにより、底面を平坦にしてエミ
ッタ拡散領域を深く再分布させる工程とを具備してなる
半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18810284A JPS6167266A (ja) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18810284A JPS6167266A (ja) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6167266A true JPS6167266A (ja) | 1986-04-07 |
| JPH056343B2 JPH056343B2 (ja) | 1993-01-26 |
Family
ID=16217733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18810284A Granted JPS6167266A (ja) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6167266A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0728308U (ja) * | 1994-09-26 | 1995-05-30 | 株式会社クボタ | 乗用型田植機 |
| JPH08308323A (ja) * | 1996-05-31 | 1996-11-26 | Kubota Corp | 乗用型田植機 |
-
1984
- 1984-09-10 JP JP18810284A patent/JPS6167266A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0728308U (ja) * | 1994-09-26 | 1995-05-30 | 株式会社クボタ | 乗用型田植機 |
| JPH08308323A (ja) * | 1996-05-31 | 1996-11-26 | Kubota Corp | 乗用型田植機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH056343B2 (ja) | 1993-01-26 |
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