JPS63241962A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPS63241962A
JPS63241962A JP7509687A JP7509687A JPS63241962A JP S63241962 A JPS63241962 A JP S63241962A JP 7509687 A JP7509687 A JP 7509687A JP 7509687 A JP7509687 A JP 7509687A JP S63241962 A JPS63241962 A JP S63241962A
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Akio Kashiwanuma
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体上の同一の不純物導入マスクによりベ
ース領域と該ベース領域内のエミッタ領域とが形成され
て成る半導体装置及びその製造方法に関する。
〔発明の概要〕
本発明は、コレクタとなる半導体領域にベース活性領域
及びベース取り出し領域を形成し、ベース活性領域内に
エミッタ領域を形成した半導体装置において、同一の不
純物導入マスクにより自己整合的に、ベース活性領域及
びエミνり領域を形成するとともに、ベース取り出し電
極下のベース取り出し領域とベース活性領域との間の表
面部に、ベース活性領域よりも濃度の低いベース接続用
の不純物領域を形成することにより、ベース接合を浅く
 (シャロー化)でき、しかもベース活性領域”  と
ベース取り出し領域との間を確実に接続可能とするもの
である。
〔従来の技術〕
高速かつ低消費電力のバイポーラトランジスタとして、
例えば第7図に示すような構造のものが知られている。
この第7図において、例えばp型の半導体基板1上にn
型半導体層が例えばエピタキシャル成長により設けられ
、このn型半導体層は酸化シリコン等の素子分離領域2
により幾つかの島状領域、例えば領域3等に分離されて
いる。
この島状領域3のn型半導体層の表面に臨んで、p型の
ベース領域4が形成され、このベース領域4内にn゛型
のエミッタ領域5が形成されている。
このベース領域4は、略々中央部の本来のベースの機能
を果たすベース活性領域41と、ベース電極取り出しの
ための高濃度の所謂グラフトベースNl域4gとから成
っている。グラフトベース領域4gはp゛型型詰結晶9
937層ベース取り出し電極6からのp型不純物拡散に
より、またベース活性領域41は上記ベース取り出し電
極6をマスクとするp型不純物注入により、それぞれ形
成される。エミッタ領域5は、上記ベース取り出し電極
6の少なくとも側壁に形成された絶縁N8をマスクとし
、この絶縁[8上に形成されたエミッタ取り出し用のn
1型多結晶シリコン層7からのn型不純′#J導入によ
り形成される。さらに、ベース取り出し電極6には、1
1等のベース電極9Bが、またn9型多結晶シリコン層
7にはエミッタ電極9Eがそれぞれ接続されている。な
お、この第7図の例では、コレクタ領域となるn型エピ
タキシャル層の島状領域3に対して、n“型の埋め込み
層11及びn°型の電極取り出し領域12を介してコレ
クタ電極9Cを電気的に接続している。
このような構造の所謂グラフトベース型のバイポーラト
ランジスタによれば、エミッタ、ベースの自己整合化に
よる工程の簡略化、寄生容量の低減化が図れ、エミツタ
幅の微細化、所謂シャロージヤンクション化が図れる。
しかしながら、バイポーラトランジスタをより高速化、
低消費電力化、高集積化するためには、さらに縦方向(
基板厚み方向)の縮小、所謂シャロージャンクシシン化
が求められており、特に、ベース深さのシャロー化が求
められている。
ところで、ベース接合深さをより浅くしベース幅をより
狭(するための技術として、従来より、■バッファ酸化
膜を介して低エネルギーでベース用不純物をイオン注入
し、低温度でアニール処理する。
■多結晶シリコン中にベース用不純物を導入し、低温で
拡散させる。
の2つの技術が知られているが、イオン注入によるダメ
ージを起因とする所謂増速拡散やチャネリングテイル等
の防止のため、上記■の技術が有効となってきている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上記■の技術を上記所謂グラフトベース
トランジスタの適用しようとした場合には、ベース活性
領域とグラフトベース領域との間の接続に関して、第8
図や第9図に示すような不都合が生ずる虞れがある。
すなわち、ベース取り出し領域であるグラフトベース領
域4gはベース取り出し電極となるp゛゛多結晶シリコ
ン6からの拡散により形成され、またベース活性領域4
1はエミッタ取り出し用多結晶シリコン7からの拡散に
より形成されるが、これらの拡散源の間(あるいはベー
ス取り出し電極の側壁)には、エミッターベース分離用
の絶縁酸化膜8が例えば約6.3μmの厚みで存在して
いるため、上記拡散が不足の場合には、第8図のように
、ベース活性領域41とグラフトベース領域4gとの間
に間隙が生じ有効に接続されないことがある。また、上
記拡散を充分に行い過ぎると、ベース幅が約0.1μm
あるいはそれ以下と狭いため、第9図に示すようにグラ
フトベース領域4gの23不純物とエミッタ領域5のn
3不純物とが衝突してしまい、エミッターベース接合の
耐圧劣化、ベース−エミッタ電圧VIEのマツチング特
性の劣化及び動作周波数(あるいはカットオフ周波数r
t)の低下等の悪影響が生じてしまう。
本発明は、上述の問題点を解決すべくなされたものであ
り、ベース接合の深さを浅く(シャロージャンフシボン
化)しながら、ベース活性領域とベース取り出し領域(
グラフトベース領域)との間の接続を確実に行うことが
できるような半導体装置及びその製造方法の提供を目的
とする。
C問題点を解決するための手段〕 本発明に係る半導体装置は、上述の問題点を解決するた
めに、第一導電型の半導体領域に、同一の不純物導入マ
スクにより自己整合的に、第二導電型のベース活性領域
が形成されるとともに該ベース活性領域内に第一導電型
のエミッタ領域が形成される半導体装置であって、ベー
ス取り出し電極下のベース取り出し領域と上記ベース活
性領域との間の表面部に上記ベース活性領域よりも濃度
の低い第二導電型の不純物領域が形成されたことを特徴
としている。
また、本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、第
一導電型の半導体領域上に形成されたベース取り出し電
極をマスクとして上記半導体領域表面に第二導電型の不
純物領域を形成する工程と、少なくとも上記ベース取り
出し電極側壁に絶縁層を形成する工程と、該絶縁層をマ
スクとして、該絶縁層上に形成した不純物拡散源より上
記半導体領域に第二導電型の不純物を導入し、上記不純
物領域よりも高濃度のベース活性領域を形成する工程と
、上記絶縁層をマスクとして、該絶縁層上に形成した不
純物拡散源より上記半導体領域の上記ベース活性領域内
に第一導電型の不純物を導入し、エミッタ領域を形成す
る工程とからなり、上記ベース取り出し電極が含む不純
物を拡散してベース取り出し領域を形成することにより
、上述の問題点を解決する。
(作 用〕 ベース活性領域も拡散形成でき、シャロー化が容易に達
成できるとともに、このベース活性領域とベース取り出
し領域との間の接続は、上記第二導電型の不純物領域に
より確実に行える。
〔実施例〕
第1図は、本発明の一実施例となる半導体装置の要部を
取り出して示す概略断面図である。
この第1図において、例えばp型半導体基板上にエピタ
キシャル成長により設けられたn型半導体層が素子分離
領域22により島状領域23に分離されている。このn
型半導体の島状領域23に対して、絶縁層20を共通の
不純物導入マスクとして、p型のベース活性領域24i
及びn0型のエミッタ領域25を、それぞれ拡散により
自己整合的に形成しており、エミッタ領域25をベース
活性領域24i内に形成している。この場合の不純物拡
散源としては、エミッタ取り出し用の多結晶シリコン2
7にそれぞれ(p型及びn型)の不純物をイオン注入等
により導入したものを用いればよい、また、n型半導体
の島状領域23内において、ベース取り出し電極26下
のベース取り出し領域24gと上記ベース活性領域24
iとの間の表面部には、ベース活性領域24iよりも濃
度の低いp型の不純物領域24jが形成されている。
この不純物領域24jは、例えば後述するように、ベー
ス取り出し電極26をマスクとしてp型不純物をイオン
注入することにより形成する。
次に、第2図は第1図中のベース活性領域241を通る
I−1線及び上記不純物領域24jを通る■−■線に沿
った不純物濃度プロファイルを示し、また第3図は第1
図中のベース取り出し電極26及びベース取り出し領域
24gを通る■−■線に沿った不純物濃度プロファイル
を示すものであり、これら第2図及び第3図中の第1図
の各部と対応する部分には同一の参照番号を付している
これら第2図及び第3図の縦軸には不純物濃度を対数目
盛にて表しており、横軸の深さの点Sがn型エピタキシ
ャルJi(島状領域23)の表面位置に対応している。
これらの第2図及び第3図からも明らかなように、上記
p型不純物領域24jの表面の不純物濃度N、は、ベー
ス活性領域24iの表面の不純物濃度N、よりも低く(
Nt<N、)設定されている。このp型不純物領域24
jによって、ベース取り出し領域24gとベース活性領
域24iとの接続が確実に行えると共に、領域24gの
p゛とエミッタ領域25のnoとが直接ぶつかることを
防止でき、耐圧劣化等の悪影響を有効に防止できる。従
って、シャロージャンクシラン化を図りながら、安定し
た素子特性を得ることができる。
以下、上記実施例のバイポーラトランジスタの製造工程
に沿って、第4図乃至第6図を参照しながら説明する。
先ず、第4図に示すように、例えばp型の半導体基板2
1にno型の埋込みJli131を形成し、n型半導体
層をエピタキシャル成長形成した後、酸化絶縁領域やト
レンチ等による素子分離領域22により上記n型エピタ
キシャル層を島状領域23に分離する。この上に、p゛
型型詰結晶2937層び酸化シリコン等の絶縁層をこの
順にCVD法等により被着形成しフォトリソグラフィ等
によりバターニングして、ベース取り出し電極26及び
絶縁N33をバクーン形成する。このとき形成される開
口窓部34に必要に応じてバンファ酸化膜35を形成し
た後、上記ベース取り出し電極26及び絶縁層33をマ
スクとして、p型不純物をイオン注入(B”やBF’等
を注入)する。本発明の製造方法のポイントはこのイオ
ン注入工程にあり、これにより上記ベース活性領域24
iとベース取り出し領域(グラフトベース領域)24g
との間を電気的に接続するためのp型不純物領域24j
を形成する。このときのイオン注入条件としては、注入
ドーズ量が少ないと領域24jの抵抗が大きくなり、ベ
ース抵抗r。が増加することになり好ましくない、また
多過ぎるとベース活性領域24iへの悪影響、例えば所
謂Q、の増大やベース幅W3の増大等が生ずる。
次に第5図に示すように、p゛゛多結晶シリコンのベー
ス取り出し電極26の少なくとも側壁に所謂サイドウオ
ール形成技術(酸化膜形成後のRIE処理等)にて絶縁
層20を被着形成し、ベース取り出し電極26の側壁か
らエミッタ開口窓部までの間に所定の間隔りを確保する
。この絶縁層20上に、エミッタ用の多結晶シリコン層
27をCVD法等により被着形成する。この多結晶シリ
コン層27に対して、上記ベース活性領域への拡散源形
成のためのp型不純物をイオン注入(B”やBF”等を
注入)し、上記絶縁層20をマスクとして該p型不純物
を島状領域23(内の上記p型不純物領域24j)に拡
散する。このとき、必要に応じて低温のアニールをして
もよい。
次に、As ’等のn型不純物を上記エミッタ用の多結
晶シリコン層27にイオン注入し、拡散処理を施すこと
により、第6図に示すようにn゛゛エミッタ領域25を
形成する。
なお、ベース取り出し領域(グラフトベース9■域)2
4gは、ベース取り出し電極(p”型の多結晶シリコン
)26からのp型不純物拡散により形成している。また
、コレクタ領域となるn型領域23に対して、n9型埋
め込み層31及び電極取り出し領域を介してコレクタ電
極を接続することは前述した第7図と同様である。
なお、本発明は上記実施例のみに限定されるものではな
く、例えばp型、n型は互いに交換できる。この他、本
発明の要旨を逸脱しない範囲内を種々の変更が可能であ
る。
〔発明の効果〕
以上の説明からも明らかなように、ベース活性領域とベ
ース取り出し領域との間をベース活性領域の不純物濃度
より低濃度の不純物領域により接続しているため、ベー
ス接合深さを浅く(薄型化、あるいはシャロージャンフ
シボン化)を実現しながら、耐圧低下やマツチング特性
の劣化あるいは周波数特性低下等のない安定した素子特
性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例となる半導体装置の要部を取
り出して示す概略断面図、第2図及び第3図は第1図中
のI−1線、■−■線及び■−■線に沿った不純物濃度
プロファイルを示すグラフ、第4図ないし第6図は本発
明の一実施例となる半導体装置の製造方法を製造工程に
沿って示す概略断面図、第7図ないし第9図は従来例を
説明するための概略断面図である。 20・・・絶縁層 23・・・n型半導体(島状)領域 24・・・ベース領域 24i・・・ベース活性領域 24g・・・ベース取り出し領域 (グラフトベース領域) 24j・・・接続用のp型不純物頭域 25・・・エミッタ領域 26・・・ベース取り出し電極 (p”型多結晶シリコン)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第一導電型の半導体領域に、同一の不純物導入マ
    スクにより自己整合的に、第二導電型のベース活性領域
    が形成されるとともに該ベース活性領域内に第一導電型
    のエミッタ領域が形成される半導体装置であって、 ベース取り出し電極下のベース取り出し領域と上記ベー
    ス活性領域との間の表面部に上記ベース活性領域よりも
    濃度の低い第二導電型の不純物領域が形成された半導体
    装置。
  2. (2)第一導電型の半導体領域上に形成されたベース取
    り出し電極をマスクとして上記半導体領域表面に第二導
    電型の不純物領域を形成する工程と、少なくとも上記ベ
    ース取り出し電極側壁に絶縁層を形成する工程と、 該絶縁層をマスクとして、該絶縁層上に形成した不純物
    拡散源より上記半導体領域に第二導電型の不純物を導入
    し、上記不純物領域よりも高濃度のベース活性領域を形
    成する工程と、 上記絶縁層をマスクとして、該絶縁層上に形成した不純
    物拡散源より上記半導体領域の上記ベース活性領域内に
    第一導電型の不純物を導入し、エミッタ領域を形成する
    工程とからなり、 上記ベース取り出し電極が含む不純物を拡散してベース
    取り出し領域を形成する半導体装置の製造方法。
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