KR0164526B1 - 매몰형 수평구조 바이폴라 트랜지스터 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에피택셜층 형성 및 베이스 도핑을 이중 설시하여 에미터 및 콜렉터 영역을 에피택셜층의 내부에 매몰시킴으로써 에미터에서 콜렉터로 흐르는 전류가 에피택셜층의 내부를 통해 흐르게 되어 기존의 전류의 누출 및 내압 열화 현상을 해결한 매몰형 수평구조 바이폴라 트랜지스터 및 그 제조 방법을 제공하고자 한 것이다.
Description
제1도는 종래 PNP 트랜지스터의 구조를 보이는 단면도.
제2도는 본 발명에 따른 매몰형 수평구조 바이폴라 트랜지스터의 구조 단면도.
제3도는 본 발명에 따른 매몰형 수평구조 바이폴라 트랜지스터의 제조 공정도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 실리콘 기판 20 : N+매몰층
30,35 : 에피택셜층 40 : 아이솔레이션 영역
41,42 : P형 불순물 주입층 50 : 에미터 및 콜렉터 영역
51 : 에미터 및 콜렉터 콘택 영역 61 : 베이스 콘택 영역
70 : 산화막 80 : 전극
본 발명은 매몰형 수평구조 바이폴라 트랜지스터 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에피택셜층 및 베이스 도핑을 이중으로 형성하여 에미터 및 콜렉터 영역을 에피택셜층의 내부에 매몰시켜 에미터에서 콜렉터로 흐르는 전류가 에피택셜층의 내부를 통해 흐르도록 유도한 매몰형 수평구조 바이폴라 트랜지스터 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
종래의 수평구조 바이폴라 트랜지스터(LPNP)는 제1도에 도시된 바와 같이, 에피택셜층(30) 표면의 얇은 확산층에 의해 에미터 및 콜렉터를 형성하였기 때문에 에미터에서 콜랙터로 흐르는 전류가 에미터에서 에피택셜층(베이스)의 표면을 통해 흘러가게 된다.
LPNP의 구동에 주된 역할을 하는 이 전류 성분은 에피택셜층 표면의 불안정, 예를 들어 LPNP의 제조 공정에서 발생하는 불순물 오염, 산화시 생기는 비결합 원자 등에 의해 전류의 누출이 발생하게 됨은 물론 내압을 열화시키는 원인으로도 작용하게 된다.
따라서 본 발명은 상기 문제점을 해결하고자 한 것으로, 그 주된 목적은 에미터와 콜렉터를 매몰형으로 구성하여 트랜지스터의 에미터에서 콜렉터로 흐르는 전류의 표면 누출을 방지토록 한 매몰형 수평구조 바이폴라 트랜지스터를 제공하는데 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은 상기 매몰형 수평구조 바이폴라 트랜지스터의 바람직한 제조 방법을 제공하는데 있다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 매몰형 수평구조 바이폴라 트랜지스터는, 제1전도형의 반도체 기판; 상기 기판상에 형성된 제2전도형의 제1에피텍셜층; 상기 제1에피텍셜층상에 형성된 제2전도형의 제2에피텍셜층 ; 상기 기판과 제1에피텍셜층의 경계면 근방에 형성된 제2전도형의 매몰층; 상기 제1에피텍셜층과 제2에피텍셜층의 경계면 근방에 소정 간격으로 이격되어 형성된 제1전도형의 매몰형 에미터 영역 및 콜랙터 영역; 상기 제2에피텍셜층의 표면 근방에 형성된 제2전도형의 베이스 콘택 영역; 상기 매몰형 에미터 영역 및 콜랙터 영역으로부터 상기 제2에피택셜층의 표면까지 형성된 제1전도형의 에미터 및 콜랙터 콘택 영역을 포함하는 데에 그 특징이 있다.
아울러, 상기 매몰형 수평구조 바이폴라 트랜지스터의 제조 방법은, 제1전도형의 반도체 기판의 표면 근방에 매몰층 형성을 위한 제2전도형의 제1불순물층을 형성하는 단계; 상기 기판 상부에 상기 제1불순물층이 매물되도록 제1에피택셜층을 형성하는 단계; 상기 제1에피택셜층에 아이솔레이션 영역 형성을 위한 제1전도형의 제2불순물층을 형성하는 단계; 상기의 제2불순물층의 안쪽 제1에피택셜층 표면 근방에 선택적으로 제1전도형의 에미터 및 콜랙터 영역을 형성하는 단계; 상기 제1에피택셜층상에 제2에피택셜층을 형성하는 단계; 상기 제1에픽택셜층의 제2불순물층, 에미터 영역 및 콜랙터 영역에 접촉되도록 불순물 주입하여 아이솔레이션 영역 및 제1전도형의 에미터 및 콜랙터 콘택 영역을 형성하는 단계; 및 상기 제2에피택셜층의 표면 근방에 제2전도형의 불순물을 주입하여 베이스 콘택 영역을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 데에 그 특징이 있는 것이다.
이와 같이 본 발명은 LPNP의 에피택셜층 표면에서의 성능 열화 요인을 개선하기 위해, 이중으로 에피택셜층을 형성하고, 또한 이중 베이스 도핑 방법을 사용하여 매몰된 형태의 에미터와 콜렉터를 형성하였다.
이러한 이중 에피택셜층의 사용은 에미터 및 콜렉터 확산층의 매몰을 위한 것이며, 이중 베이스 도핑법은 제1전도형의 고농도 절연층과 에미터 및 콜렉터의 전극 형성을 위해 사용한 것이다.
이하, 본 발명에 따른 매몰형 수평구조 바이폴라 트랜지스터 및 그 제조 방법을 첨부 도면에 의거 상세히 설명하고자 한다.
제2도는 본 발명에 의한 트랜지스터의 구조를 보이는 것이고, 제3도는 본 발명의 트랜지스터 제조 공정을 순차적으로 도시한 것이다.
P형의 실리콘 기판(10) 표면에 M+매몰층 형성을 위한 고농도 N형 불순물, 바람직하게는 비소 이온을 주입하고, 실리콘 기판(10)의 상부에 N형 제1에피택셜층(30)을 적층하여 N+매몰층(20)을 형성한다.
그리고, 상기 제1에피택셜층(30)의 상부에 소자 분리 구조인 아이솔레이션 영역 형성을 위한 P+불순물층(41), 바람직하게는 붕소 이온 주입층을 형성하고, 상기 제1에피택셜층(30) 표면 근방에 N형 불순물을 주입/확산시켜 에미터 및 콜렉터 영역(50)을 형성한다[제3(a)도].
다음, 상기 제1에피택셜층(30) 상부 전면에 N형 제2에피택셜층(35)을 형성한다.
이때 제2에피택셜층(35)은 제1에피택셜층(30)과는 다른 불순물을 사용하거나 또는 동일한 불순물을 농도를 달리하여 주입할 수 있다[제3(b)도].
다음, 상기 제1에피택셜층(30)의 표면 근방에 형성된 에미터 및 콜랙터 영역(50)과 상기 아이솔레이션 영역 형성을 위한 제1 P+불순물층(41)의 상부에 접촉되도록 제2에피택셜층(35)에 베이스 도핑을 실시하여 에미터 및 콜랙터 콘택 영역(51)을 형성하고, 제2P+불순물층(42)을 형성하여 아이솔레이션 영역(40)을 확보한다.
이때 제2에피텍셜층(35)내에 주입하는 불순물은 제1에피택셜층(30)에서 주입한 불순물과 농도를 달리하여 사용할 수 있으며, 또 다른 화합물의 사용도 가능하다[제3(c)도].
다음, 제2에피택셜층(35)의 상부 표면 근방에 N형 불순물을 주입하여 베이스 콘택 영역(61)을 확보한다[제3(d)도].
그리고 상기 결과물의 상부 전면에 산화막(70)을 형성하고, 상기 에미터, 콜랙터 및 베이스 콘택 영역과 연결되는 전극(80)을 형성하여, 제3(e)도에 도시된 바와 같은 매몰형 수평구조 바이폴라 트랜지스터를 제조한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 에미터 및 콜랙터를 에피택셜층에 매몰시킴으로서 에미터에서 콜랙터로 흐르는 전류가 베이스는 내부를 통하여 흐르게 함으로서, 기존의 전류의 누출 및 내압 열화 현상을 해결할 수 있도록 한 것이다.
Claims (2)
- 제1전도형의 반도체 기판; 상기 기판상에 형성된 제2전도형의 제1에피텍셜층; 상기 제1에피텍셜층상에 형성된 제2전도형의 제2에피텍셜층; 상기 기판과 제1에피텍셜층의 경계면 근방에 형성된 제2전도형의 매몰층; 상기 제1에피텍셜층과 제2에피텍셜층의 경계면 근방에 소정 간격으로 이격되어 형성된 제1 전도형의 매몰형 에미터 영역 및 콜랙터 영역; 상기 제2에피텍셜층의 표면 근방에 형성된 제2전도형의 베이스 콘택 영역; 및 상기 매몰형 에미터 영역 및 콜랙터 영역으로부터 상기 제2에피택셜층의 표면까지 형성된 제1전도형의 에미터 및 콜랙터 콘택 영역을 구비한 것을 특징으로 하는 매몰형 수평구조 바이폴라 트랜지스터.
- 제1전도형의 반도체 기판의 표면 근방에 매몰층 형성을 위한 제2전도형의 제1불순물층을 형성하는 단계; 상기 기판 상부에 상기 제1불순물층이 매몰되도록 제1에피택셜층을 형성하는 단계; 상기 제1에피택셜층에 아이솔레이션 영역 형성을 위한 제1전도형의 제2불순물층을 형성하는 단계; 상기의 제2불순물층의 안쪽 제1에피택셜층 표면 근방에 선택적으로 제1전도형의 에미터 및 콜랙터 영역을 형성하는 단계; 상기 제1에피택셜층상에 제2에피택셜층을 형성하는 단계; 상기 제1에피택셜층의 제2불순물층, 에미터 영역 및 콜랙터 영역에 접하도록 불순물 주입하여 아이솔레이션 영역 및 제1전도형의 에미터 및 콜랙터 콘택 영역을 형성하는 단계; 및 상기 제2에피택셜층의 표면 근방에 제2전도형의 불순물을 주입하여 베이스 콘택 영역을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 매몰형 수평구조 바이폴라 트랜지스터.
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